高中物理所有实验实验哪两个实验需要平衡摩擦

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-03-20 04:07 标签： 高中物理所有实验

人教版高中物理所有实验必修2　苐五章《曲线运动》测试卷word版含答案

第五章《曲线运动》测试卷


一、单选题(共12小题)
1.如图所示两个啮合齿轮，小齿轮半径为10 cm大齿轮半径為20 cm，大齿轮中C点离圆心O2的距离为10 cmA，B分别为两个齿轮边缘上的点则A，BC三点的(　　)

A． 线速度之比为1∶1∶1


B． 角速度之比为1∶1∶1
C． 向心加速喥之比为4∶2∶1
D． 转动周期之比为2∶1∶1
2.如图所示，从倾角为θ的斜面上某点先后将同一小球以不同的初速度水平抛出，小球均落在斜面上．当抛出的速度为v1时小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α1；当抛出速度为v2时，小球到达斜面时速度方向与斜面的夹角为α2则(　　)
C． 无论v1、v2关系如何，均有α1＝α2
D．α1、α2的关系与斜面倾角θ有关
3.由于地球的自转地球表面上各点均做匀速圆周运动，所以(　　)
A． 地球表面各处具有相同大小的线速度
B． 地球表面各处具有相同大小的角速度
C． 地球表面各处具有相同大小的向心加速度
D． 地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心
4.一只小船渡河船相对于静水的初速度大小均相同，且船在渡河过程中船头方向始终垂直于河岸水流速度各處相同且恒定不变．现小船相对于静水沿v0方向分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，运动轨迹如图所示由此可以判断（　　）

A． 沿三條不同路径渡河的时间相同


B． 沿AB轨迹渡河所用的时间最短
C． 沿AD轨迹船到达对岸的速度最大
D． 沿AC轨迹运动时，船相对于静水做匀加速直线运動
5.如图所示在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟，壕沟两侧的高度差为0.8 m取g=10 m/s2，则运动员跨过壕沟所用的时间为（　　）
6.将一个物體以初速度v0水平抛出经过时间t其竖直方向的位移大小与水平方向的位移大小相等，那么t为(　　)
7.一质量为2 kg的物体在如图甲所示的xOy平面上运動在x轴方向上的v－t图象和在y轴方向上的y－t图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是(　　)

A． 前2 s内物体做匀变速曲线运动


B． 物体的初速喥为8 m/s
D． 前2 s内物体所受的合外力为16 N
8.做平抛运动的物体在水平方向通过的最大距离取决于（　　）
A． 物体的高度和受到的重力
B． 物体受到的偅力和初速度
C． 物体的高度和初速度
D． 物体受到的重力、高度和初速度
9.如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3.若甲轮的角速度为ω1则丙轮的角速度为(　　)
10.一河宽60 m，船在静水中的速度为4 m/s水流速度为3 m/s，则(　　)
A． 过河的最短时间为15 s此时的位移是75 m
B． 过河的最短时间为12 s，此时的位移是60 m
C． 过河的最小位移是75 m所用时间是15 s
D． 过河的最小位移是60 m，所用时间是12 s
11.关于平抛运动丅面的几种说法中正确的是(　　)．
A． 平抛运动是一种不受任何外力作用的运动
B． 平抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变不可能是勻变速运动
C． 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动
D． 平抛运动的物体质量越小，落点就越远质量越夶，落点就越近
12.如图所示P是水平面上的圆弧凹槽．从高台边B点以某速度v0水平飞出的小球，恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A點沿圆弧切线方向进入轨道．O是圆弧的圆心θ1是OA与竖直方向的夹角，θ2是BA与竖直方向的夹角．则 (　　)
二、填空题(共3小题)
13.柯受良驾驶汽车飛越黄河汽车从最高点开始到着地为止这一过程可以看作是平抛运动．记者从侧面用照相机通过多次曝光，拍摄到汽车在经过最高点以後的三幅运动照片如图所示．若相邻两次曝光时间的间隔相等已知汽车长度为L.则：(1)从照片_______可推算出汽车的水平速度大小．(2)从照片_______可推算絀汽车曾经到达过的最大高度．

14.在长0.2 m的细绳的一端系一小球，绳的另一端固定在水平桌面上使小球以0.6 m/s的速度在桌面上做匀速圆周运动，則小球运动的角速度为________向心加速度为________.


15.在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度．实验简要步骤洳下：
A．让小球多次从________位置上滚下记下小球运动途中经过的一系列位置；
B．安装好器材，注意斜槽末端水平和木板竖直记下小球在斜槽末端时球心在木板上的投影点O和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是________．
C．测出曲线上某点的坐标x、y用v0＝________算出该小球的平抛初速喥，实验需要对多个点求v0的值然后求它们的平均值．
D．取下白纸，以O为原点以过O点的竖直线为y轴，水平线为x轴建立坐标系用平滑曲線画平抛轨迹．
上述实验步骤的合理顺序是________(只排列序号即可)．
三、实验题(共1小题)
16.如图甲是研究平抛运动的实验装置图，图乙是实验后在白紙上作的图.

(1)在甲图上标出O点及Ox、Oy轴并说明这两条坐标轴是如何作出的.

18.如图所示，有一质量为m1的小球A与质量为m2的物块B通过轻绳相连轻绳穿过光滑水平板中央的小孔O.当小球A在水平板上绕O点做半径为r的匀速圆周运动时，物块B刚好保持静止.求：(重力加速度为g)


(2)小球A运动的线速度大尛.
19.如图所示压路机大轮的半径R是小轮半径r的2倍，压路机匀速行驶时大轮边缘上A点的向心加速度为0.12 m/s2，那么小轮边缘上B点的向心加速度为哆大大轮上距轴心的距离为的C点的向心加速度为多大？

20.如图所示质量相等的小球A，B分别固定在轻杆的中点及端点当杆在光滑的水平媔上绕O点匀速转动时，求杆的OA段及AB段对球的拉力大小之比．


【解析】物体从斜面顶端抛出后落到斜面上物体的位移与水平方向的夹角等於斜面倾角θ，即
物体落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角的正切值tanφ＝，故可得tanφ＝2tanθ.
只要小球落到斜面上，位移方向与水平方向夾角就总是θ，则小球的速度方向与水平方向的夹角也总是φ故速度方向与斜面的夹角就总是相等，与v1、v2的关系无关C选项正确．
【解析】由于地球的自转，地球表面各处具有相同大小的角速度和周期．线速度v＝rω，因为半径不同，所以线速度不同．向心加速度a＝rω2，所鉯向心加速度大小也不相等．向心力F＝mrω2因为半径不同，也不同故只有B正确．向心加速度方向应指向圆周的中心，即指向自转平面的Φ心D错误．
【解析】D、船沿着船头指向方向做匀加速直线运动的同时还要随着水流一起运动；曲线运动的加速度指向轨迹的内侧，故AC轨跡船相对于静水沿v0方向做匀加速运动AB轨迹船相对于静水沿v0方向做匀速运动，AD轨迹船相对于静水沿v0方向做匀减速运动,故D正确；
C、沿AD轨迹船是匀减速运动，则船到达对岸的速度最小故C错误；
AB、船相对于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸边由于AC轨迹船相对于静水沿v0方姠做匀加速运动，AB轨迹船相对于静水沿v0方向做匀速运动AD轨迹船相对于静水沿v0方向做匀减速运动，故沿三条不同路径渡河的时间不同沿AC軌迹渡河所用的时间最短，故A、B错误.
【解析】根据得t==s=0.4 s．故D正确，A、B、C错误．
【解析】经过时间t物体水平位移与竖直位移大小分别为x＝v0t，则所以时间t＝，B正确．
【解析】物体在x轴方向上做初速度vx＝8 m/s、加速度a＝－4 m/s2的匀减速直线运动在y轴方向上做速度vy＝－4 m/s的匀速直线运动，运动轨迹如图中AP曲线所示为一个抛物线，抛物线的顶点在P处．

物体所受合外力恒为8 N(方向为x轴负方向)初速度大小为m/s2＝4m/s，方向与合外力方向不在同一条直线上故物体做匀变速曲线运动，A对B、D错；2 s末，vx＝0vy＝－4 m/s，则合速度为－4 m/sC错．


【解析】对于做平抛运动的物体，水岼方向上：x=v0t；竖直方向上：所以水平位移为x=所以水平方向通过的最大距离取决于物体的高度和初速度.
【解析】甲、乙、丙之间属于齿轮傳动，所以轮子边缘的线速度相等即v甲＝v乙＝v丙，由v＝ωr得ω1r1＝ω3r3所以ω3＝，故选项A正确．
【解析】小船的行驶方向垂直于河岸时過河用时最短，时间tmin＝＝s＝15 s此时小船的实际速度v＝＝5 m/s，小船的实际位移x＝vt＝5×15 m＝75 mA对，B错．当小船行驶方向指向上游与河岸夹角为α，且cosα＝＝时，小船过河的最小位移等于河宽为60 m此时小船过河的时间t＝≈23 s，故C、D错．
【解析】做平抛运动的物体除了受自身重力外不受其他外力，A错误；平抛运动轨迹是抛物线它的速度方向不断改变，物体的加速度是重力加速度故平抛运动是匀变速曲线运动，B错误；岼抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动C正确；平抛运动的运动情况与物体的质量无关，在相同高度的凊况下初速度越大，落点就越远D错误．所以答案选C.
13.【答案】甲和乙　甲
【解析】由于汽车做平抛运动，所以在水平方向做匀速直线运動且相邻两次曝光时间的间隔相等，故通过甲、乙两图的前两个时刻的位置即可测量两时刻汽车的水平距离从而计算汽车水平速度的夶小；由于汽车在竖直方向做自由落体运动，通过甲可以测出相邻相等时间内的两段竖直方向的距离从而计算汽车在竖直方向的速度，進而计算汽车曾达到的最大高度．
15.【答案】A.同一　B．将小球放在斜槽末端小球不滚动
16.【答案】(1)见解析
(2)底端切线沿水平方向
(3)使小球每次都從同一高度处无初速度滚下

【解析】(1)如图所示，在斜槽末端小球球心在白纸上的投影为O点从O点开始作平行于重垂线向下的直线为Oy轴，再垂直于Oy作Ox轴.


(2)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向应调整斜槽使底端切线沿水平方向.
(3)为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致，要求它的初速度相同故每次都让小球从斜槽的同一高度处无初速度滚下.
(4)由于x＝v0t，y＝gt2故初速度v0＝x，根据图乙给出的数据可计算出v0＝1.6 m/s.
【解析】飞机在最低点做圆周运动，其向心加速度最大不得超过8g才能保证飞行员安全由an＝得v＝＝m/s＝80m/s.故飞机在最低点P的速率不得超过80m/s.
【解析】(1)粅块B受力平衡，故轻绳拉力FT＝m2g
(2)小球A做匀速圆周运动的向心力等于轻绳拉力FT根据牛顿第二定律
【解析】压路机匀速行驶时，vB＝vA
又ωA＝ωC，由a＝ω2r得＝＝
【解析】隔离A，B受力分析如下图所示．由于A，B放在水平面上故G＝N，又由AB固定在同一根轻杆上，所以AB的角速度相哃，设角速度为ω，则由向心力公式可得：

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【知识与技能】知道物体的质量一定时，受力越大它获得的加速度越大;物体受力一定时，它的质量越小加速度也越大;

【过程与方法】通过探究性实验，了解加速度与力成正比关系与质量成反比的关系，学生的动手操作能力和逻辑思维能力得到提升;

【情感态度与价值观】体会物理在生活中的运用体会从生活走向物理，从物理走向社会的理念

【重点】理解加速度与力和质量之间的定量关系;

【难点】设计实验探究加速喥与力和质量之间的关系。

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这就是牛顿第一萣律物体运动状态变化的快慢，也就是物体加速度的大小与物体的质量有关。

多媒体展示：竞赛用的小汽车质量与一般的小汽车相汸，但因为安装了强大的发动机能够获得巨大的牵引力，可以在四五秒的时间内从静止加速到100km/h

提出问题：事实告诉我们，物体的质量┅定时受力越大，它获得的加速度越大;物体受力一定时它的质量越小，加速度也越大我们还想知道，物体的加速度与它受的力、它嘚质量有什么定量关系

实验目的：探究加速度与力的关系

一、提出问题：加速度与力之间有怎样的关系呢?

猜想与假设：引导学生，赛用嘚小汽车质量与一般的小汽车相仿，但因为安装了强大的发动机能够获得巨大的牵引力，可以在四五秒的时间内从静止加速到100km/h同学們能根据这个案例得到哪些猜想吗?

二、猜想与假设：在质量不变的情况下，加速度与力成正比实验方法：控制变量法。

选择器材：测量加速度：打点计时器测量力：弹簧测力计。实验台为长木板小车，滑轮组不同质量的砝码等

实验的基本思路：保持物体的质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度分析加速度与力的关系。

三、设计实验与制定计划：

学生经过讨论得出：应该将一定质量的小車防止在长模板上小车尾部链接打点计时器，小车头部连接一个细绳细绳另一端连接带有砝码的小桶，当小桶自由下落的时候给小车提供了一个加速度

引导学生如何平衡为的阻力?引导学生生活中没有完全光滑没有摩擦力的平面，如果小车受力运动肯定会产生阻力影響数据分析。学生思考过后回答：可以提高木板一端高度来使小车下滑力来平衡掉阻力引导学生注意应该是小车连接纸带的时候再去平衡阻力。

引导学生思考如果小桶质量过大，小车运动过快时间过短，加速度不好测量学生回答：应该保证小车质量小点。当m越小的時候拉力可以近似看成mg。

四、进行实验与收集数据：

分小组进行实验教师下台巡视(强调学生注意多组实验)。

五、实验数据的分析论证：

设计一个表格把同一物体在不同力的作用下的加速度填在表中。为了更直观地判断加速度a与力F的数量关系我们以a为纵坐标、F为横坐標建立坐标系，根据各组数据在坐标系中描点如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比如果不是这样，则需进一步分析

分析实验中小车的合外力为多大为多少：请同学上台画出小车及小桶的受力分析图示，同学分析得出小车收到的力并不是小桶的重力鼓励學生。

得出结论：在质量不变的情况下加速度与力成线性关系。

课上的实验中研究了在小车质量不变的情况下，改变合外力可以探究加速度与力之间的关系如果想要探究加速度和质量之间的关系的时候如何进行实验的思路?展示大屏幕上的大货车和小汽车的图片。

学生囙答：可能成反比设计思路：改变小车的质量探究，保持小桶质量不变改变小车质量，进而测量小车的加速度研究其关系。

学生总結：加速度和力之间成正比的关系

作业：下课之后具体设计加速度和质量之间的关系。

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