机械运动-练习及解析.docx

机械运动1、如下图所示，圆轨道AB是在竖直平面内的圆周，在B点轨道的切线是水平的，一质点自A点从静止开始下滑，不计摩擦和空气阻力，则在质点刚要到达B点时的加速度大小为　　　，滑过B点时的加速度大小为　　　。【分析】小球由A点到B点所做的运动是圆周运动的一部分，因而小球刚要到达B点时的运动为圆周运动，其加速度为向心加速度，其大小为：从A到B，由机械能守恒定律可得：则物体将要到达B点时的速度为：所以向心加速度的大小为：小球滑过B点后做平抛运动，只受重力，加速度等于重力加速度，大小为g。【点评】审题时要注意“刚要到达B点时”和“滑过B点时”的区别。到达B点以前，物体做圆周运动，而滑过B点后，物体做平抛运动，两种情况下加速度的求法不同。2、科学探究活动通常包括以下环节：提出问题，作出假设，制订计划，搜集证据，评估交流等。一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下：A. 有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关；B. 他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象，用超声测距仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律，以验证假设；C. 在相同的实验条件下，同学们首先测出了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离，将数据填入下表中，下图甲是对应的位移—时间图线，然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落，分别测出它们的速度—时间图线，如图乙中图线1、2、3、4、5所示；D. 同学们对实验数据进行分析、归纳后，证实了他们的假设。时间/s下落距离/m0.00.0000.40.0360.80.4691.20.9571.61.4472.0x（1）在上述过程中A、C步骤相应的科学探索环节分别是　　　、　　　。（2）图甲中的AB段反映了运动物体在做　　　运动，表中x处的值为　　　。（3）图乙中各条图线具有共同特点，“小纸杯”在下落的开始阶段做　　　运动，最后“小纸杯”做　　　运动。（4）比较图乙中的图线1和5，指出1.0s～1.5s时间段内，速度随时间变化关系的差异：　　　。【分析】（1）由题意，A步骤中，有同学认为：运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关，属于科学探索环节中的“作出假设”；而C中内容是在制订计划后的搜集证据环节。（2）由图甲可知，AB段x－t图象为倾斜直线，说明物体的位移随时间均匀增加，物体做匀速直线运动。由于物体在相同的时间内位移相等，则：1.447－0.957＝x－1.447解得：x＝1.937。（3）由图乙可知，物体运动的加速度越来越小，而速度越来越大，所以物体做加速度逐渐减小的加速运动，最后“小纸杯”加速度为零，此后做匀速直线运动。（4）比较图乙中的图线1和5，在 1.0s～1.5s时间段内，图线1反映纸杯做匀速运动，图线5反映纸杯依然在做加速度减小的加速运动。序号参考答案1作出假设2搜集证据3匀速41.9375加速度逐渐减小的加速6匀速7图线1反映速度不随时间变化，图线5反映速度随时间继续增大（或图线1反映纸杯做匀速运动，图线5反映纸杯依然在做加速度减小的加速运动）【点评】本题考查对实验的设计和探究能力，解本题时要注意理解x-t和v-t图像，知道不同图线的物理含义，会根据实验数据分析、归纳实验结论。3、甲、乙、丙三个物体同时同地出发做直线运动，它们的位移-时间图象如图所示，在20s内，它们的平均速度大小关系如何？平均速率大小关系如何？【分析】平均速度是位移与时间之比，而平均速率是路程与时间之比。由位移-时间图象可以看出三个物体的位移是相等的，而甲物体通过的路程最大，乙与丙两物体通过的路程是相等的（但是乙与丙两物体的运动性质不同）。【解答】在s－t图象中，曲线上某点的斜率即为物体在该时刻的瞬时速度。本题中图甲表示物体是做一个往返运动，而物体乙则为匀速直线运动，物体丙运动的方向不变，但速度大小在改变。平均速度，甲、乙、丙在20s内位移一样，所以平均速度关系为：。而平均速率，从s－t图可知乙、丙都是做单向直线运动，其中乙做匀速直线运动，而甲做往返运动，的路程最长；乙、丙通过的路程相等，所以平均速率的关系为：。【点评】在分析图象时，一定要将物体的运动情况与实际情况相对应，最好是在一条直线上绘出各个物体运动的示意图，其中包括物体的初始位置、运动方向、速度大小等物理量，之后再结合题中要求进行求解。4、如图所示，一个人站在距离直公路h=50m远的B处，公路上有一辆汽车以m/s的速度行驶。当汽车与人相距l=200m的A处时，人以速度m/s奔跑，为了使人跑到公路上时能与车相遇，或者赶在车前面，问此人应该朝哪个方向跑？【分析】用α表示人看到汽车的视线与人跑动的方向之间的夹角，θ表示视线与公路间的夹角。设人从B处跑到公路上的D处所用的时间为，汽车从A处行驶到D处所用的时间为。于是对