2014届河北省衡水中学高三上学期三调考试（理科）物理试卷与答案（带解析）.doc

1、2014 届河北省衡水中学高三上学期三调考试（理科）物理试卷与答案（带解析） 选择题 在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，物理学中把这种研究方法叫做 “微元法 ”下列几个实例中应用到这一思想方法的是（ ） A在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用点代替物体，即质点 B在 “探究弹性势能的表达式 ”的活动中为计算弹簧弹力所做功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功 C一个物体受到几个力共同作用产生的效果与某一个力产生的效果相同，这个力叫做那几个力的合力

2、D在探究加速度与力和质量之间关系时，先保持质量不变探究加速度与力的关系，再保持力不变探究加速度与质量的关系 答案： B 试题分析：质点采用的科学方法是建立理想化模型的方法， A错误；在 “探究弹性势能的表达式 ”的活动中为计算弹簧弹力所做功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每小段可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功， B正确 C利用了合力和分力的等效性，是等效替代法， C错误； D、在探究加速 度、力和质量三者之间关系时，要先控制一个量不变，采取的方法是控制变量法， D错误。所以本题选择 B。 考点： 物理过程中的分析方法 如图所示，悬挂在小车支架上的摆长为 l的

3、摆，小车与摆球一起以速度 v0匀速向右运动小车与矮墙相碰后立即停止（不弹回），则下列关于摆球上升能够达到的最大高度 H的说法中，正确的是（ ） A若 ，则 H=l B若 ，则 H=2l C不论 v0多大，可以肯定 总是成立的 D上述说法都正确 答案： AC 试题分析：小车突然静止后，小球由于惯性继续绕悬挂点转动，机械能守恒，有 mgH= , 当 时， H=l， A正确；小球恰好到最高点时，重力提供向心力，有 ,mg2l= - ,解得 ， B错；由几何关系可知， H2l，故 C错误；由能量转化和守恒可知，最低处小球的动能要转化为重力势能和一部分动能，即 =mgH+EK，由数学知识可得 ，所以C正

4、确，所以本题选择 AC 考点： 能量守恒定律 牛顿第二定律 向心力 如图（ a）所示， A、 B为钉在光滑水平面上的两根铁钉，小球 C用细绳拴在铁钉 B上（细绳能承受足够大的拉力）， A、 B、 C在同一直线上。 t=0时，给小球一个垂直于绳的速度，使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动。在0t10s时间内，细绳的拉力随时间变化的规律如图（ b）所示，则下列说法中正确的有 ( ) A两钉子间的距离为绳长的 1/6 B t=10.5s时细绳拉力的大小为 6N C t=14s时细绳拉力的大小为 10N D细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔为 3s 答案： ABD 试题分析：在整个过程中小球的

5、线速度大小不变， 0 6s内绳子的拉力不变，知， 6 10s内拉力大小不变， ，因 F2= F1， = ,所以两钉子间的距离为 ， A对；第 一个半圈经历的时间为 6s，则 =6s，第二个半圈的时间 t2= =5s， t=10.5s 时，球转在第二圈，绳的拉力为 6N， B 正确；同理，可得小球转第三个半圈的时间 t3=4s，当 t=14s时，小球的半径为 ，由可算得拉力变为原来的 倍，大小为 7.5N， C错；细绳每跟钉子碰撞一次，转动半圈的时间少 1s, 则细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔为 6-31=3s， D正确。所以本题选择 ABD。 考点： 牛顿第二定律 向心力 “套圈 ”

6、是一项老少皆宜的体育运动项目。如图所示，水平地面上固定着 3根直杆 1、 2、 3，直杆的 粗细不计，高度均为 0.1m，相邻两直杆之间的距离为0.3m。比赛时，运动员将内圆直径为 0.2m的环沿水平方向抛出，刚抛出时环平面距地面的高度为 1.35m，环的中心与直杆 1的水平距离为 1m。假设直杆与环的中心位于同一竖直面，且运动中环心始终在该平面上，环面在空中保持水平，忽略空气阻力的影响， g取 10m/s2.以下说法正确的是 ( ) A如果能够套中直杆，环抛出时的水平初速度不能小于 1.9m/s B如果能够套中第 2根直杆，环抛出时的水平初速度范围在 2.4m/s到 2.8m/s之间 C如以

7、 2m/s的水平 初速度将环抛出，就可以套中第 1根直杆 D如环抛出的水平速度大于 3.3m/s，就不能套中第 3根直杆 答案： BC 试题分析：小环做平抛运动， h=1.25m，由平抛知识有： s=vt h= gt2， 可解得v=2m/s，所以若使环套中直杆，环抛出时的水平初速度不能小于 2m/s ， A错，C对；如果能够套中第 2根直杆，则 h=1.25m， s1= 1.2m， s2=1.4m，由以上二式可算得 v1=2.4m/s， v2= 2.8m/s 所以 B正确；以最大速度套中第 3根直杆时，s3=1.7 m， v3= 3.4m/s，所以 D错。所以本题选择 BC。 考点： 平抛运动

8、 如图为湖边一倾角为 30的大坝的横截面示意图，水面与大坝的交点为 O。一人站在 A点处以速度 v0沿水平方向扔小石子，已知 AO=40m， g取 10m/s2。下列说法正确的是 （ ） A若 v0=18m/s，则石块可以落入水中 B若石块能落入水中，则 v0越大，落水时速度方向与水平面的夹角越大 C若石块不能落入水中，则 v0越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越大 D若石块不能落入水中，则 v0越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越小 答案： A 试题分 析： 由几何知识可得 A离水面高度 h=20m， A离 O点的水平距离是s=20 m，由平抛知识 s=vt和 h= gt2，解得石块

9、刚落到 A点的速度为 v=10=17.3m，所以 A正确；落入水面时，设与水平面夹角为 a，由 tana= ,因 t相同，所以 v0越大，夹角越小， B错；若石块不能落入水中，即使 v0不同，由平抛知识可证明得到，速度方向与斜面的夹角都相同， CD错。所以本题选择 A。 考点： 平抛运动 如图所示，轻质不可伸长的细绳，绕过光滑定滑轮 C，与质量为 m的物体A连接， A放在倾角为 的光滑斜面上，绳的另一端和套在固定竖 直杆上的物体 B连接。现 BC连线恰沿水平方向，从当前位置开始 B以速度 v0匀速下滑。设绳子的张力为 T，在此后的运动过程中，下列说法正确的是 （ ） A物体 A做加速运动 B物

10、体 A做匀速运动 C T可能小于 D T一定大于 答案： AD 试题分析： B物体沿绳方向的速度为 v0cosa， a为 BC绳与坚直方向的夹角， B向下， a减少， v0cosa增大，所以 A做加速运动， A对， B错；因 A加速，故 T一定大于 ， D正确，所以本题选择 AD 考点： 运动的合成与分解、牛顿第二定律 三角形传送带以 1m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是 2m且与水平方向的夹角均为 37。现有两个小物块 A、 B从传送带顶端都以 1m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是 0.5，（ g取 10m/s2，sin37=0.6， cos37=0.8）

11、下列说法正确的是 （ ） A物块 A先到达传送带底端 B物块 A、 B同时到达传送带底端 C传送带对物块 A、 B均做负功 D物块 A、 B在传送带上的划痕长度之比为 13 答案： BCD 试题分析： AB都以 1m/s的初速度沿传送带下滑，故传送带对两物体的滑动摩擦力均沿斜面 向上，大小也相等，故两物体沿斜面向下的加速度大小相同，滑到底端时位移大小相同，故时间相同，故 A错， B对；滑动摩擦力向上，位移向下，摩擦力做负功，故 C正确； AB的摩擦力都是沿斜面向上的， AB滑下时的加速度相同，所以下滑到底端的时间相同，由 s=v0t+ at2， a= gsin gcos,得： t=1s,传送带

12、在 1s的位移是 1m， A与皮带是同向运动， A的划痕是 A对地位移（斜面长度） -在此时间内皮带的位移，即 2-1=1m， B与皮带是反向运动的， B的划痕是 A对地位移（斜面长度） +在此时间内皮带的位移，即 2+1=3m.所以 D正确，故本题选择 BCD。 考点： 匀变速直线运动规律、牛顿第二定律、功 如图所示，在倾角为 的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为 M的平板 A连接，一个质量为 m的物体 B靠在平板的右侧， A、 B与斜面的动摩擦因数均为 开始时用手按住物体 B使弹簧处于压缩状态，现放手，使 A和 B一起沿斜面向上运动距离 L时， A和 B达到最大速度 v则以

13、下说法正确的是 （ ） A A和 B达到最大速度 v时，弹簧是自然长度 B若运动过程中 A和 B能够分离，则 A和 B恰好分离时，二者加速度大小均为 g( sin + cos ) C从释放到 A和 B达到最大速度 v的过程中弹簧对 A所做的功等于D从释放到 A和 B达到最大速度 v的过程中， B受到的合力对它做的功等于答案： BD 试题分析： A和 B达到最大速度 v时， A和 B的加速度应该为零对 AB整体：由平衡条件知 kx-（ m+M） gsin-（ m+M） gcos=0， 所以此时弹簧处于压缩状态，故 A错误； A和 B恰好分离时， AB间的弹力为 0， A和 B具有共同的加速度，对

14、 B受力分析：由牛顿第二定律知，沿斜面方向， mgsin+mgcos=ma， 得a=gsin+gcos， B正确；从释放到 A和 B达到最大速度 v的过程中，对于 AB整体，根据动能定理得： -（ m+M） gLsin-（ m+M） gcos L+W弹 =，得： W 弹 = +（ m+M） gLsin-（ m+M） gcos L， C错；从释放到 A和 B达到最大速度 v的过程中，对于 B，根据动能定理得： B受到的合力对它做的功 W= ， D正确。所以本题选择 BD。 考点：胡克定律、牛顿第二定律、动能定理 一长轻质木板置于光滑水平地面上，木板上放质量分别为 mA=1kg和mB=2kg的 A

15、、 B两物块， A、 B与木板之间的动摩擦因数都为 =0.2，水平恒力F作用在 A物块上，如图所示（重力加速度 g取 10m/s2）。则 （ ） A若 F=1N，则物块、木板都静止不动 B若 F=1.5N，则 A物块所受摩擦力大小为 1.5N C若 F=4N，则 B物块所受摩擦力大小为 4N D若 F=8N，则 B物块的加速度为 1m/s2 答案： D 试题分析：轻质木板则质量为 0， A与木板的摩擦力最大为 fA=umAg=2N， B与木板的摩擦力最大为 fB=umBg =4N， 因为 A作用于木板的力只有 2N，所以 B受到的力为 2N，加速度a=F/m2=2/2=1.0m/s2,所以 C

16、错误， D正确；因地面光滑，当 F=1N时 , 物块、木板都动了， A错； F=1.5N时 ,小于最大摩擦力，所以 A B的加速度一样 a=1.5/3=0.5m/s2， fA=mBa=1N,B错。所以本题选择 D。 考点： 共点力平衡 牛顿第二定律 如图所示， x-t图象和 v-t图象中的四条图线 1、 2、 3、 4分别表示四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列判断正确的是 （ ） A图线 1表示物体做曲线运动 B x-t图象中的 t1时刻 v1 v2 C v-t图象中 0至 t3时间 内 4的平均速度大于 3的平均速度 D两图象中的 t2、 t4时刻分别表示两物体开始反向运动 答

17、案： BC 试题分析：运动学的图象中任何曲线只能表示直线运动，不能描述曲线运动， A错误； x-t图象中直线斜率表示速度，故 t1时刻 v1 v2， B对；由 v-t图象可知，0至 t3时间内物体 4的位移大于物体 3的位移，所以物体 4的平均速度大于物体3的平均速度，故 C正确； x-t图象中的转折点表示物体的位移开始减小，运动方向开始反向； v-t图象中的转折点表示速度减小，其方向仍沿正方向，运动方向没有变化故 D错误；所以本题选择 BC。 考点：匀变速直线运动中的 x-t图象、 v-t图象 甲、乙两车在同一水平道路上，一前一后相距 S=6m，乙车在前，甲车在后，某时刻两车同时开始运动，两

18、车运动的过程如图所示，则下列表述正确的是 ( ) A当 t=4s时两车相遇 B当 t=4s时两车间的距离最大 C两车有两次相遇 D两车有三次相遇 答案： D 试题分析： v-t图象中图象与时间轴围成的面积可表示位移， 0-4s，甲的位移为48m，乙的位移为 40m，甲、乙两车在同一水平道路上，一前一后相距 S=6m，当 t=4s时，甲车在前，乙车在后，相距 2m，所以当 t=4s时两车不相遇，第一次相遇发生在 4s之前， A错；开始时乙车在前，甲车在后，甲的速度大于乙的速度，所以两车间的距离减小， B错误； 0-6s，甲的位移为 60m，乙的位移为54m，两车第二次相遇， 6s后，由于乙的速度

19、大于甲的速度，乙又跑到前面，8s后，由于甲的速度大于乙的速度，两车还会发生第三次相遇，故 C错误， D正确。所以本题选择 D 考点： 匀变速直线运动中的 v-t图象 如图所示，两根直木棍 AB和 CD相互平行，固定在同一个水平面上 ,一个圆柱形工件 P架在两木棍之间，在水平向右的推力 F的作用下，恰好能向 右匀速运动。若保持两木棍在同一水平面内，但将它们间的距离稍微增大一些后固定将该圆柱形工件 P架在两木棍之间，用同样的水平推力 F向右推该工件，则下列说法中正确的是（ ） A该工件仍可能向右匀速运动 B该工件 P可能向右加速运动 C AB棍受到的摩擦力一定大于 F/2 D AB棍受到的摩擦力一

20、定等于 F/2 答案： D 试题分析：当两木棍距离增大时，两个支持力之间的夹角变大，而这两个力的合力却不变，两个支持力的大小变大，则滑动摩擦力大小也变大因此不能推动圆柱形工件，最终处于静止状态，由平衡条件可知， AB棍受到的摩擦力一定等于 F/2，所以 ABC错误， D正确。 考点： 共点力的平衡条件及其应用 酒后驾驶会导致许多安全隐患，其中之一是驾驶员的反应时间变长，反应时间是指驾驶员从发现情况到开始采取制动的时间下表中 “思考距离 ”是指驾驶员从发现情况到采取制动的时间内汽车行驶的距离， “制动距离 ”是指驾驶员从发现情况到汽车停止行驶的距离 (假设汽车两种情况制动时的加速度大小都相同 )

21、 速度 (m/s) 思考距离 /m 制动距离 /m 正常 酒后 正常 酒后 15 7.5 15.0 22.5 30.0 20 10.0 20.0 36.7 46.7 25 12.5 25.0 54.2 x 分析上表可知，下列说法不正确的是 （ ） A驾驶员酒后反应时间比正常情况下多 0.5 s B若汽车以 20 m/s的速度行驶时，发现前方 40m处有险情，酒后驾驶不能安全停车 C汽车制动时，加速度大小为 10m/s2 D表中 x为 66.7 答案： C 试题分析：由 可知驾驶员正常反应时间为 0.5 s，酒后反应时间为 1 s， A正确；若汽车以 20 m/s的速度行驶时，酒后驾驶的制动距离

22、是 46.7m，所以不能安全停车， B正确；由 v2=2as，代入数据算得 a=5 m/s2， C错；表中x=54.2+12.5=66.7， D正确。所以本题选择 C 考点： 匀变速直线运动与行车安全 如图所示，顶端装有光滑定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上， A、 B两物体通过轻质细绳连接，并处于静止状态。现用水平向右的力 F将物体 B缓慢拉动一定的距离（斜面体与物体 A始终保持静止）。在此过程中，下列判断正确的是 （ ） A水平力 F逐渐变大 B物体 A所受斜面体的摩擦力逐渐变大 C斜面体所受地面的支持力逐渐变大 D斜面体所受地面的摩擦力逐渐变大 答案： AD 试题分析：取物体 B为研究对象

23、分析其受力，则有 F=mgtan， T=mg/cos， 增大，则水平力 F随之变大，对 A、 B两物体与斜面体这个整体而言，由于斜面体与物体 A 仍然保持静止，拉力 F 增大，则地面对斜面体的摩擦力一定变大，但是因为整体竖直方向并没有其它力，故斜面体所受地面的支持力没有变；在这个过程中尽管绳子张力变大，但是由于物体 A所受斜面体的摩擦力开始并不知道其方向，故物体 A所受斜面体的摩擦力的情况无法确定。故 A、 D正确，B、 C错误所以本题选 AD。 考点：共点力的平衡条件及其应用 如图所示，物体 A和 B的质 量分别为 2kg和 1kg，用跨过定滑轮的细线相连，静止的叠放在倾角为 =300的光滑

24、斜面上， A与 B间的动摩擦因数为 ，现有一平行于斜面向下的力 F作用在物体 B上，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若要使物体运动，则 F至少为（ ）（ ） A 20N B 22N C 11N D 17N 答案： D 试题分析：设物体 A质量为 m1，物体 B的质量为 m2 A受 4个力作用，分别为重力 G1， B对 A的弹力 N1，绳子的拉力 T1， B对 A摩擦力 f1，则在平行于斜面的方向上有： m1gsin30+f1=T1 f1=um1gcos30 代入数据得： T1 = m1g， B受力分析：分别为重力 G2， A对 B的弹力 N2，斜面对 B的弹力 N3，绳子的拉力 T2，A对 B摩

25、擦力 f2，人拉 B的拉力 F 其中： f2=f1（在大小上相等）， T2=T1（大小上相等），则有： F+m2gsin30=T2+f2代入数据得： F=17N，所以选择 D。 考点：共点力的平衡条件及其应用 实验题 某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为 50 Hz的交流电上，实验时得到一条纸带如图所示。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下面标明 A，第六个点下面标明 B，第十一个点下面标明 C，第十六个点下面标明 D，第二十一个点下面标明 E。测量时发现 B点已模糊不清，于是他测得 AC=14.56 cm， CD=11.15 cm，DE=13.7

26、3 cm，则打 C点时小车的瞬时速度大小为 _ m/s，小车运动的加速度大小为 _ m/s2， AB间的距离应为 _ cm.(结果均保留三位有效数字 ) 答案： 0.986 2.58 5.99 试题分析：由题意有两点间的时间为 T=0.1s， C为 AE中间时该的点，中间时刻的速度等于这一段的平均速度，则有 vC= ，代数算得 vC=0.986 m/s，由,代数得 a=2.58 m/s2，由 SBC-SAB=SCD-SBC=aT2可得 SAB=5.99cm。 考点：匀变速直线运动实验 如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置他在气垫导轨上安装了一个光电门 B，滑块上固定一遮光条，滑块用

27、细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从 A 处由静止释放 该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度 d，如图乙所示，则 d= mm 实验时，将滑块从 A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间 t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是 ； 下列不必要的一项实验要求是 （请填写选项前对应的字母） A应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B应使 A位置与光电门间的距离适当大些 C应将气垫导轨调节水平 D应使细线与气垫导轨平行 答案： 2.25mm 遮光条到光电门的距离 L A 试题分析： 2.25mm， 因初速度为零 ,另知时间 t,则由 s

28、= 可知只要测出遮光条到光电门的距离 L就可求出加速度 ; 拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量、力传感器质量和钩码质量大小无关，故选择 A. 考点： 探究加速度与物体质量、物体受力的关系 计算题 （ 8 分）某天，小明在上学途中沿人行道以 v1=lm/s 速度向一公交车站走去，发现一辆公交车正以 v2=15m/s速度从身旁的平直公路同向驶过，此时他们距车站 s=50m为了乘上该公交车，他加速向前跑去，最大加速度 a1=2.5m/s2，能达到的最大速度 vm=6m/s假设公交车在行驶到距车站 s0=25m处开始刹车，刚好到车站停下，停车时间 t=10s，之后公交车启动向前开 去（不计车长）

29、求： （ 1）若公交车刹车过程视为匀减速运动，其加速度 a2大小是多少； （ 2）若小明加速过程视为匀加速运动，通过计算分析他能否乘上该公交车 答案： .5 m/s2 能。 试题分析： (1)公交车的加速度 =-4.5m/s2, 所以其加速度的大小为 4.5 m/s2. (2)汽车从相遇处到开始刹车用时 s 汽车刹车过程中用时 s 小明以最大加速度达到最大速度用时 s=2s 小明加速过程中的位移 =7m 以最大速度跑到车站的 7.2s 小明可以在汽车还停在车站时上车。 考点： 匀变速直线运动规律 （ 9分）如图所示，一平板车以速度 vo = 5 m/s 在水平路面匀速行驶，某时刻一货箱（可视为

30、质点）无初速度地放置于平板车上，货箱离车后端的距离为 ，货箱放到车上的同时，平板车开始刹车，刹车过程车可视为始终做 a1 = 3 m/s2的匀减速直线运动。已知货箱与平板车之间的摩擦因数为 = 0.2 ， g = 10 m/s2。求： （ 1）货箱刚放上平板车瞬间，货箱的加速度大小和方向； （ 2）货箱放到车上开始计时，经过多少时间货箱与平板车速度相同； （ 3）如果货箱不能掉下，则最终停止时离车后端的距离 d 是多少 。 答案：（ 1） a=g=2 m/s2 ，方向与车前进方向相同 （ 2） t=1s （ 3） 1 m 试题分析：（ 1）货箱刚放上平板车瞬间，货箱相对平板车向左运动，由 mg

31、 = ma，得 a=g=2 m/s2 ，方向与车前进方向相同 （ 2） 货箱放到车上后，先做匀加速运动，设经过时间 t和车达到相同速度 , 由 at= vo a1t 得 t=1s （ 3）当货箱和车速度相等，此时货箱和车的位移分别为 x1、 x2， 对货箱： x1 = vot - a1t2 对平板车： x2 = vo t - at 2 此时，货箱相对车向后移动了 x = x2 x1 = 2.5 m l = m ，货箱不会从车后端掉下。 由于货箱的最大加速度 a = g = 2 m/s2 a1，所以二者达到相同速度后，分别以不同的加速度匀减速运动到停止，此时相同速度为 v = a1t = 2 m

32、/s 对货箱： s1 = v2/2 a1 = 1 m 对平板车： s2 = v2/2a = 2/3m 故货箱到车尾的距离 d= l- x + s1 - s2 = 1 m 考点： 匀变速直线运动 （ 9分）如图所示，在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道，相隔一定的距离，虚线沿竖直方向，一小球能在其间运动。今在最低点与最高点各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出。当轨道距离变化时，测得两点压力差与距离 x的图像如图所示。（不计空气阻力， g取10 m/s2）求： （ 1）小球的质量； （ 2）光滑圆轨道的半径； （ 3）若小球在最低点 B的速度为 20 m/s，为使小球

33、能沿光滑轨道运动， x的最大值。 答案： 1kg 2m 15m 试题分析： (1)设轨道半径为 R，出机械能守恒定律： （ 1） 对 B点： （ 2） 对 A点： （ 3） 由 (1)、 (2)、 (3)式得：两点的压力差： （ 4） 由图象得：截距 6mg=6，得 m=0 1kg (5) (2)因为图线的斜率 所以 R=2m (6) 在 A点不脱离的条件为： (7) 由 (1)、 (6)、 (7)式得 : =15m 考点：机械能守恒定律 牛顿第二定律 （ 12分）如图所示，装置 BOO可绕竖直轴 OO转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于 B、 C两点，装置静止时细线 AB水平，细线

34、 AC与竖直 方向的夹角 =37o。已知小球的质量 m=1kg，细线 AC长 L 1m， B点距转轴的水平距离和距 C点竖直距离相等。（重力加速度 g取 10m/s2， sin37o=0.6，cos37o=0.8） （ 1）若装置匀速转动的角速度为 时，细线 AB上的张力为 0而细线 AC与竖直方向的夹角仍为 37，求角速度 的大小； （ 2）若装置匀速转动的角速度为 时，细线 AB刚好竖直，且张力为 0，求此时角速度 的大小； （ 3）装置可以以不同的角速度匀速转动，试通过计算在坐标图中画出细线 AC上张力 T随角速度的平方 变化的关系图像 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 时 时 试题分析：（ 1）细线 AB上张力恰为零时有 解得 （ 2）细线 AB恰好竖直，但张力为零时，由几何关系得 ： 此时 （ 3） 时，细线 AB水平，细线 AC上张力的竖直分量等于小球的重力 时细线 AB松弛 细线 AC上张力的水平分量等于小球做圆周运动需要的向心力 时，细线 AB在竖直方向绷直，仍然由细线 AC上张力的水平分量提供小球做圆周运动需要的向心力 综上所述 时， 不变 时， 关系图象如图所示 考点：牛顿第二定律 向心力