高中角速度与线速度和加速度的关系_中华文本库
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如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图.演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰,做
匀速圆周运动.图中 a、 两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托,在离地面不同高度处进行 b 表演的运动轨迹.不考虑车轮受到的侧向摩擦,下列说法中正确的是（ ）
A．在 a 轨道上运动时角速度较大 B．在 a 轨道上运动时线速度较大 C．在 a 轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大 D．在 a 轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较大 2．如图所示，靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑，大轮半径是小 轮半径的 2 倍．A、B 分别为大、小轮边缘上的点，C 为大轮上一条半径的中点．则( )
A．两轮转动的角速度相等 B．大轮转动的角速度是小轮的 2 倍 C．质点加速度 aA＝2aB D．质点加速度 aB＝4aC
3 .图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为 r，A 是它边缘上的一点.左侧是一轮轴，大轮的半径为 4r，
小轮的半径为 2r.B 点在小轮上， 它到小轮中心的距离为 r.C 点和 D 点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传
动过程中，皮带不打滑.则(
A.A 点与 B 点的线速度大小相等 B.A 点与 B 点的角速度大小相等 C.A 点与 C 点的线速度大小相等 D.A 点与 D 点的向心加速度大小相等
（5 分）图示为某一皮带传动装置。主动轮的半径为 r1,从动轮的半径为 r2。已知主动轮 。 （填
做顺时针转动，转速为 n，转动过程中皮带不打滑。下列说法正确的是 入选项前的字母，有填错的不得分） A. B. 从动轮做顺时针转动 从动轮做逆时针转动
从动轮的转速为
r1 n r2 r2 n r1
从动轮的转速为
5． 如图所示是自行车的轮盘与车轴上的飞轮之间的链条传动装置．P 是轮盘的一个齿，Q 是飞轮上的一个齿．下列说法中正确的是( A．P、Q 两点角速度大小相等 )
B．P、Q 两点向心加速度大小相等
C．P 点向心加速度小于 Q 点向心加速度 D．P 点向心加速度大于 Q 点向心加速度． 6．如图所示，传动装置中，已知大轮的半径是小轮半径的 3 倍，A 和 B 两点分 别在两轮的边缘上，C 点离大轮轴距离等于小轮半径，若不打滑，则它们线速度之 比 vA∶vB∶vC＝______， 角速度之比 ωA∶ωB∶ωC＝________.向心加速度之比： A∶ a aB∶aC＝________.
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Copyright (C) 2017 Baidu　　(1)举出两个实例，说明物体做曲线运动的条件．(略)
　　(2)图5－1是抛出的铅球运动路线的示意图(把铅球看成质点)．画出铅球沿这条曲线运动时在A、B、C、D、E各点的速度方向．
　　答：答案见图5－2．　　图5－1　　图5－2图5－3
　　(3)汽车以恒定的速率绕圆形广场一周用2min的时间，汽车每行驶半周，速度方向改变多少度?汽车每行驶10s，速度方向改变多少度?画出汽车在相隔10s的两个位置处的速度矢量的示意图．
　　答：汽车行驶半周速度方向改变180°．汽车每行驶10s，速度方向改变30°，速度矢量示意图如图5－3所示．(4)某人骑着自行车以恒定的速率驶过一段弯路，自行车的运动是匀速运动还是变速运动?为什么?
　　答：自行车的运动是变速运动．因为虽然它的速率恒定，但4它在弯道上，速度的方向时刻在改变，所以它是变速运动．
　　练习二　　图5－4　　图5－5
　　图5－6(1)炮筒与水平方向成60°角，炮弹从炮口射出时的速度是800m/s．这个速度在水平方向和竖直方向的分速度各是多大?画出速度分解的图示．
　　答：如图5－4所示．炮弹速度v的竖直分速度　　vy=vsin60°=800&
m/s=693m/s．
　　炮弹速度v的水平分速度　　vx=vcos60°=800& m/s=400m/s．
　　(2)降落伞在下落一定时间后的运动是匀速的．无风时某跳伞员竖直下落，着地时的速度是5m/s．现在有风，风可以使他以4m/s的速度沿水平方向向东运动，他将以多大的速度着地?画出速度合成的图示．
　　答：据题意，无风时跳伞员着地的速度为v1，风的作用使他获得向东的速度为v2，有风时跳伞员着地的速度是v1和v2的合速度v，如图5－5所示．
　　 m/s=6．4m/s．
　　(3)一艘炮艇由西向东行驶，在炮艇上发炮射击北岸的目标．要击中目标，射击方向应直接对准目标，还是应该偏东或偏西一些?作图，并说明理由．
　　答：射击方向应该偏西一些．
　　如图5－6所示，因为炮弹有与船相同的由西向东的速度v1，击中目标时的速度v为v1与炮弹射出速度v2的合速度，所以射击方向(即v2的方向)应偏西一些．
　　(4)如本节课文图5－11的实验，假设从某时刻t=0开始，红蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10cm，从t=0开始，玻璃管向右匀加速平移，图5－7每1s通过的水平位移依次是4cm、12cm、20cm、28cm……在图5－7中，y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，t=0时蜡块位于坐标原点．请在图中标出t等于1s、2s、3s、4s时蜡块的位置．
　　答：图5－7中A、B、C、D各点分别表示蜡块在t等于1s、2s、3s、4s时的位置．
　　练习三
　　下面各题都不考虑空气阻力．
　　(1)用m、v0、h分别表示平抛运动物体的质量、初速度和抛出点离水平地面的高度．在这三个量中：
a．物体在空中运动的时间是由（　）决定的．　　b．在空中运动的水平位移是由（　）决定的．
c．落地时瞬时速度的大小是由（　）决定的．　　d．落地时瞬时速度的方向是由（　）决定的．
　　答a．h；b．h和v0；c．h和v0；d．h和v0．
　　(2)下面的说法哪些正确?
　　A．从同一高度，以大小不同的速度同时水平抛出两个物体，它们一定同时着地，但抛出的水平距离一定不同．
　　B．从不同高度，以相同的速度同时水平抛出两个物体，它们一定不能同时着地，抛出的水平距离也一定不同．
　　C．从不同高度，以不同的速度同时水平抛出两个物体，它们一定不能同时着地，抛出的水平距离也一定不同．
　　答：A、B都正确．
　　(3)用枪水平地射击一个靶子(图5－8)，设子弹从枪口水平射出的瞬间，靶子从静止开始自由下落．子弹能射中靶子吗?为什么?
　　图5－8子弹射出枪口的同时，靶子开始下落，子弹能射中靶子吗？
　　答：据题意，子弹与靶子在同一水平面上，子弹射出的同时，靶子下落．子弹与靶子在竖直方向的运动情况完全相同，只要在子弹飞行的时间之内沿水平方向前进的距离等于它原来与靶子的距离，子弹就一定能击中靶子．
　　(4)从1．6m高的地方用玩具手枪水平射出一颗子弹，初速度是35m/s．求这颗子弹飞行的水平距离．
　　答：子弹在空中运动的时间由高度决定，即
　　 　　则这颗子弹飞行的水平距离为
　　(5)一个小球从1．0m高的桌面上水平抛出，落到地面的位置与桌面边缘的水平距离为2．4m，小球离开桌面边缘时的初速度是多大?
　　答：小球在竖直方向做自由落体运动．下落所经过的时间为
　　根据小球飞行的水平距离x=vt，可得小球离开桌面边缘时的速度为5．3m/s．
　　(6)在课本图5－18所示的平抛运动中，平抛物体在2s末的速度是多大?速度方向与竖直向下方向之间的夹角是多大?g取10m/s2．
答：物体在2s末的速度的大小vt=28．3m/s．　速度方向与竖直向下方向之间的夹角θ=45°．
　　(7)从15m高的楼上以1．0m/s的速度水平抛出一物体，此物体落地时的速度是多大?速度方向是否与地面垂直?
　　答：此物体在竖直方向做自由落体运动．
　　落地时的竖直分速度大小为　　 　　落地时的速度大小为
　　落地时速度方向不与地面垂直．
　　练习四
　　(1)对于做匀速圆周运动的物体，下面哪些说法是对的?哪些说法是错的?
　　A．线速度不变．B．线速度的大小不变．　　C．角速度不变．D．周期不变．
　　答：B、C、D正确，A错误．
　　(2)地球绕太阳公转的运动可近似地看做匀速圆周运动．地球距太阳约1．5&108km,地球绕太阳公转的角速度是多大?线速度是多大?
　　解：地球公转的周期是　　T=365&24&&107s．
　　地球公转的角速度
　　地球公转的线速度
　　v=2πr／T＝ωr＝2&10-7&1．5&108km/s=30km/s．
　　(3)位于地球赤道上的物体，随着地球自转，做半径r=6．4&103km的匀速圆周运动，它运动的角速度是多大?线速度是多大?
　　解：地球自转的周期　　T＝24&3600s＝8．64&104s．
　　所以地球自转的角速度ω＝2π／T＝（2&3．14）／（8．64&10４）rad/s＝7．3&10－５rad/s．
　　位于地球赤道上的物体，随地球自转的线速度v=rω＝6．4&10３&7．3&10－５km/s=0．47km/s．
　　(4)走时准确的大钟和小钟(设它们都是机械钟，指针连续均匀转动)，它们的分针针尖上一质点做匀速圆周运动的周期、角速度都一样吗?线速度的大小呢?
　　答：它们的周期都相同，是1h；角速度也相同，ω＝2π／T＝2&3．14/3600rad/s＝1．74&10-3rad/s;线速度的大小、方向都不同，由v=rω可知，大钟分针针尖一质点的线速度大．图5－9(5)如图5－9，靠摩擦传动做匀速转动的大小两轮接触面互不打滑，大轮的半径是小轮的2倍．A、B分别为大、小轮边缘上的点，C为大轮上一条半径的中点．试分别以A、B、C三点中的两点为例说明下列结论：
　　a．如果两个做匀速圆周运动质点的线速度相等，半径小的角速度大．
　　b．如果两个做匀速圆周运动质点的角速度相等，半径大的线速度大．
　　c．如果两个做匀速圆周运动质点的半径相等，角速度大的线速度大．
答：结论a：图中大、小两轮互不打滑，所以A、B两点线速度相等，但小轮转得快．B的角速度大．
结论b：以图中A、C两点为例，它们同在大轮上，角速度相等，A点半径大，线速度大。
结论c：以图中B、C两点为例，它们半径相等，而B的线速度vB＝rωB，C的线速度vc＝rωc＝rωA．由于ωB＞ωA(结论a)，所以vB＞vC．
　　练习五
　　(1)一个3kg的物体在半径为2m的圆周上以4m/s的速度运动，向心加速度是多大?所需向心力F是多大?
　　答：向心加速度为a＝v2／r＝42／2m/s2＝8m/s2．
　　向心力为F＝mv2／r＝3&8N＝24N．
　　(2)月球绕地球公转的轨道接近于圆形，它的轨道半径是3．84&105km，公转周期是27．3天．月球绕地球公转的向心加速度是多大?
　　解：月球公转的周期为　　T＝27．3&24&3600s＝2．36&106s．
　　月球公转的向心加速度为&&
　　(3)图5－10所示的皮带传动装置中，主动轮的半径r1大于从动轮的半径r2．轮缘上的A点和B点的向心加速度哪一个大?A点和C点比呢?为什么?
　　答：在图示的皮带传动装置中，A点和B点的线速度大小相等．B点的r比A点的小，由公式a=v2／r可知，B点的向心加速度比A点的大．
　　主动轮上A点和C点的角速度相等，由公式a=rω2可知，A点的向心加速度比C点的大．
　　(4)从a=rω2看，a跟r成正比．从a=v2／r看，a跟r成反比．如果有人问你：“向心加速度的大小跟半径成正比还是成反比?”应该怎样回答?
　　答：应该说：角速度相同时，向心加速度的大小跟半径成正比；线速度的大小相同时，向心加速度的大小跟半径成反比．
　　(5)线的一端系一个重物，手执线的另一端使重物在光滑水平桌面上做匀速圆周运动．当转速相同时，线长易断，还是线短易断?为什么?如果重物运动时线被桌上的一个钉子挡住，随后重物以不变的速率在线的牵引下绕钉子做圆周运动，线碰钉子时钉子离重物越远线易断还是越近线易断?为什么?
　　答：转速相同，表示角速度相同．在这种条件下，向心加速度跟半径成正比，因此，线越长，即半径越大时，向心加速度越大，所需的向心力也越大．重物做圆周运动的向心力是由线提供的，所以线长易断．
　　题目所述的第二种情形，物体的线速度不变，此时向心加速度跟半径成反比，半径小，向心加速度大，所需向心力也大．所以线碰钉子时，钉子离重物越近线越易断。
　　(6)一个物体做匀速圆周运动，半径为r，周期为T，试证明向心加速度a=4π2r/T2．
答：因为物体做匀速圆周运动的向心加速度a=rω2，将ω=2π／T代入，即可得a=4π2r／T2．
　　(7)甲乙两球都做匀速圆周运动，甲球的质量是乙球的3倍，甲球在半径为25cm的圆周上运动，乙球在半径为16cm的圆周上运动．在1min内，甲球转30转，乙球转75转．求甲球所受向心力与乙球所受向心力之比．
　　答：设甲球所受的向心力为F1，乙球所受的向心力为F2．
　　根据公式F=mrω2，甲乙二球向心力之比为
　　练习六
　　(1)用绳系一小球，使它在光滑水平桌面上做匀速圆周运动，小球受几个力的作用?有人说，受4个力的作用：重力，桌面的支持力，绳的拉力，向心力．这种分析对吗?为什么?
　　答：小球受重力、桌面的支持力和绳的拉力．题目中的说法不对，因为小球所受的向心力是它所受外力的合力．图5－11
　　(2)把一个小球放在玻璃漏斗里，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动(图5－11)．小球的向心力是由什么力提供的?
　　答：小球所受的向心力是由重力和漏斗壁对小球的支持力的合力提供的．
　　(3)现在有一种叫做“魔盘”的娱乐设施(图5－12)．“魔盘”转动很慢时，盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开．当盘的转速逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越厉害．设“魔盘”转速为6转/分，一个体重为30kg的小孩坐在距离轴心1m处(盘半径大于1m)随盘一起转动(没有滑动)．这个小孩受到的向心力有多大?这个向心力是由什么力提供的?
　　图5－12
　　答：小孩受的向心力是由小孩与圆盘之间的静摩擦力提供的．向心力的大小为：
　　F=mrω2＝mr（nπ/30）2＝30&1&［（6&3．14）／30］2N＝11．8N．
　　(4)质量为800kg的小汽车驶过一半径为50m的圆形拱桥，到达桥顶时的速度为5m/s,求此时汽车对桥的压力．
　　答：汽车所受的向心力为重力G和桥对汽车支持力F的合力．当汽车行驶到桥的最高点时，根据牛顿运动定律可得G－F＝m(v2/r)．则桥对汽车的支持力
　　F＝G－（mv2）／r＝800&10N－（800&52）／50N＝7600N．
　　方向向上．
　　汽车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对作用力和反作用力，所以，汽车对桥的压力大小也是7600N，方向向下．
　　(5)重25kg的小孩坐在秋千板上，秋千板离拴绳子的横梁2．5m．如果秋千板摆动经过最低位置时的速度是3m/s，这时秋千板所受的压力是多大?(g取10m/s2．)
　　答：小孩荡秋千的运动，可看做圆周运动的一部分．他所受的向心力为重力G和秋千板对他支持力F的合力．根据牛顿运动定律，在秋千荡到最低点时，有如下关系：
　　F－G=m（v2／r）．
　　则秋千对小孩的支持力
　　F＝G+ m（v2／r）＝25&10N+25&32／2．5N＝340N．
　　方向向上．
　　小孩对秋千板的压力和秋千板对小孩的支持力是一对作用力和反作用力，所以这时秋千板所受的压力大小也是340N，方向向下．
　　(1)设想河水并不流动，汽艇以10km/h的速度在垂直于河岸的方向匀速行驶，河宽500m，汽艇驶到对岸需要多长时间?由于河水流动，汽艇同时被河水冲向下游，其速度与河水流动的速度相同，如果河水流速是3km/h,汽艇驶到对岸需要多长时间?汽艇在对岸何处靠岸?如果河水流速是2km/h或4km/h，上述答案又如何?
　　答：设想河水不流动时，汽艇驶到对岸所用时间为
　　t=s／v＝0．5km／10km/h＝0．05h=3min．
　　无论河水流速多大，汽艇驶到对岸的时间都是3min．
　　当河水流速为3km/h时，汽艇在下游距出发点为3km/h&0．05h=0．15km的对岸靠岸。
　　当河水流速分别为2km/h和4km/h时，汽艇分别在距出发点下游为0．1km和0．2km的对岸靠岸．
　　图5－13
　　(2)在水平路上骑摩托车的人，遇到一个壕沟(图5－13)，摩托车的速度至少要有多大，才能越过这个壕沟?(g取10m/s2．)
　　答：据题意，摩托车越过壕沟的时间由竖直方向的高度决定：
　　摩托车在水平方向做匀速运动，要越过壕沟其速度至少应为：
　　v=s／t＝5／0．4m/s＝12．5m/s．
　　(3)以初速度v0水平抛出一个物体，经过时间t速度的大小为vt，经过时间2t，速度大小的正确表达式应该是：
　　A．v0+2gt．
　　B．vt+gt．
　　C． ．
　　D． ．
　　答：正确的是C、D．
　　(4)一架飞机水平地匀速飞行，从飞机上每隔一秒钟释放一个铁球，先后共释放四个，如果不计空气阻力，则四个球
　　A．在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的．
　　B．在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是不等间距的．
　　C．在空中任何时刻总在飞机下方排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的．
　　D．在空中任何时刻总在飞机下方排成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的．
　　答：正确的是C．
　　(5)已知赤道半径是6．4&103km，赤道上的物体由于地球自转产生的向心加速度是多大?北京地区的纬度约为40度，北京地区的物体由于地球自转产生的向心加速度又是多大?
　　答：在赤道上的物体随地球自转做匀速圆周运动，其向心加速度为
　　a＝rω2＝r（2π／T）2
　　＝6．4&106& m/s2
　　＝3．4&10-2m/s2．
　　在北纬40度的北京地区，圆周运动的半径比赤道小，物体在这里的向心加速度为
　　a＝rω2＝r（2π／T）２
　　＝6．4&10６&cos40°&［（2&3．14）／（24&3．6&10３）］2m/s2
　　＝2．6&10－２m/s2．
　　(6)太阳的质量是1．99&1030kg，太阳离开银河系中心大约3万光年(1光年＝9．46&1015m)，它以250km/s的速率绕着银河系中心运动，太阳绕银河系中心运动的向心力等于_________．
　　答：太阳绕银河系中心运动的向心力为
　　F=m（v2／r）
　　＝1．98&1030&［(250&103)2／（3&104&9．46&1015）］N＝4．36&1020N．
　　(7)一辆m＝2．0&103kg的汽车在水平公路上行驶，经过半径r=50m的弯路时，如果车速v=72km/h，这辆汽车会不会发生事故?已知轮胎与路面间的最大静摩擦力Fm=1．4&104N．
　　答：这辆汽车经过弯路时所需的向心力为
　　F＝m（v2／r）＝2&103&（202／50）N＝1．6&104N．
　　而据题意，由静摩擦所能提供的向心力最大只有1．4&104N，所以这辆汽车会发生事故．
　　(8)在练习六第4题中，如果要求汽车到达桥顶时对桥的压力为零，且车不脱离桥面，到达桥顶时的速度vm应当是多大?
　　答：如果要求汽车到达桥顶时对桥的压力为零，且车不脱离桥面，就是要求这时汽车所受的重力全部用来作为向心力，即G=m（v2／r）．这时汽车的速度为
　　 ＝22．4m/s．
　　参考题
　　(1)在490m的高空，以240m/s的速度水平飞行的轰炸机，追击一鱼雷艇，该艇正以25m/s的速度与飞机同方向行驶．飞机应在鱼雷艇后面多远处投下炸弹，才能击中该艇?
　　答：设从轰炸机上投下炸弹，到炸弹落到水面经过的时间为t．
　　根据h= gt2有
　　在这10s内，炸弹与飞机以相同的水平速度飞行，炸弹飞行的水平距离为
　　s1=v1t=240&10m＝2400m．图5－14在这10s内，鱼雷艇行驶的距离为
　　s2=v2t=25&10m=250m．
　　飞机与鱼雷艇运动的方向相同，所以飞机应在鱼雷艇后面水平距离Δs处投弹．Δs＝s1－s2=2400m－250m=2150m．
　　(2)跳台滑雪是勇敢者的运动，它是利用依山势特别建造的跳台进行的．运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上取得高速后起跳，在空中飞行一段距离后着陆．这项运动极为壮观．设一位运动员由a点沿水平方向跃起，到b点着陆(图5－14)．测得ab间距离l=40m，山坡倾角θ=30°，试计算运动员起跳的速度和他在空中飞行的时间．(不计空气阻力，g取10m/s2．)
　　答：运动员起跳后，可认为他做平抛运动．
　　h=lsin30°＝ gt2，
　　x=lcos30°＝v0t．
　　(3)铁路转弯处的圆弧半径是300m，轨距是1435mm．规定火车通过这里的速度是72km/h,内外轨的高度差应该是多大，才能使外轨不受轮缘的挤压?保持内外轨的这个高度差，如果车的速度大于或小于72km/h，会分别发生什么现象?说明理由．
　　解：火车在转弯时所需的向心力由火车所受的重力和轨道对火车支持力的合力提供(图5－15)．图中h为内外轨高度差，d为轨距．
　　F=mgtanα＝m（v2／r），
tanα＝（v2／gr）．
　　由于轨道平面和水平面间的夹角一般较小，可以近似地认为
　　tanα≈sinα＝h／d．
　　代入上式，得
　　H／d＝v2／rg．
　　所以内外轨的高度差
　　h=v2d／rg＝（202&1．435）／（300&9．8）m＝0．195m．
　　飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看做一段圆弧(4)飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径r=180m的圆周运动(图5－16)．如果飞行员的体重(质量)m=70kg，飞机经过最低点P时的速度v=360km/h,求这时飞行员对座位的压力．
　　提示：飞行员和飞机一起做圆周运动，他受到两个力：重力和座位的支持力．
　　解：飞行员经过最低点时受两个力：重力G和座位对他的支持力F，于是有
　　F－G＝m（v2／r），
　　F=G+m（v2／r）＝70&9．8N+（70&1002）／180N
　　＝4．57&103N．
　　方向向上．
　　飞行员对座位的压力和座位对他的支持力是一对作用力和反作用力，所以飞行员对座位的压力大小也是4．57&103N，方向向下．图5－17(5)在图5－17所示的圆锥摆中，小球的质量m=50g，小球做匀速圆周运动的半径r=0．2m，转速n=120转/分．小球的向心加速度是多大?所受向心力是多大?
　　解：小球的向心加速度为
　　a＝rω2＝r（nπ／30）2＝0．2&［（120&3．14）／30］2m/s2
　　＝31．6m/s2．
　　小球所受的向心力为
　　F=ma=0．05&31．6N＝1．58N．
　　(6)在双人花样滑冰的运动中，我们有时会看到女运动员被男运动员拉着做圆锥摆运动的精彩场面，如果目测女运动员做圆锥摆运动时和竖直方向的夹角约为45°，那么她所受到的拉力估计有多少牛顿?
　　解：花样滑冰女运动员做圆锥摆运动时，她受的重力和她所受拉力的合力提供向心力。由图5－18可以看出她受的拉力
　　F=G／cos45°＝1．4G．
　　即她受的拉力是她体重的1．4倍．图5－18(7)从第4题我们知道，飞机俯冲拉起时，飞行员处于超重状态，即飞行员对座位的压力大于他所受的重力，这种现象也叫过荷．这时会造成飞行员大脑贫血，四肢沉重，过荷过大时，飞行员还会暂时失明，甚至晕厥．飞行员可以通过加强训练来提高自己的抗荷能力．图5－19是离心实验器的原理图．可以用离心实验器来研究过荷对人体的影响，测验人的抗荷能力．
　　图5－19离心实验器
　　离心实验器转动时，被测验者做匀速圆周运动．现观察到图5－18中的直线AB(即垂直于座位的直线)与水平杆成30°角．被测验者对座位的压力是他所受重力的多少倍?
　　解：被测验者做匀速圆周运动所需的向心力由他受的重力和座位对他的支持力的合力提供，与前一题道理相同，座位对他的支持力为
　　F=G／sin30°＝2G．
　　被试验者对座位的压力和座位对他的支持力是一对作用力和反作用力，所以，他对座位的压力的大小是他所受重力的2倍．
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高一物理必修2测试题1附答案.docx 12页
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高一物理必修2测试题1附答案
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高一物理必修2测试题1
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题（题型注释）
1．如图所示，小球A位于斜面上，小球B与小球A位于同一高度，现将小球A、B分别以和的速度水平抛出，都落在了倾角为45°的斜面上的同一点，且小球B恰好垂直打到斜面上，则：为
D．1：2
2．质量为2kg的物体在x―y平面上作曲线运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示，下列说法正确的是：
A．质点的初速度为5m/s
B．质点所受的合外力为3N
C．质点初速度的方向与合外力方向垂直
D．2s末质点速度大小为6m/s
3．在科学发展史上，不少物理学家作出了重大贡献．下列陈述中符合历史事实的是（
）
A．牛顿发现了万有引力定律，并第一次在实验室里利用放大的思想方法测出了万有引力常量
B．通过逻辑推理亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快
C.哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
D．伽利略通过理想斜面实验，说明物体的运动不需要力来维持
4．一个质量为50千克的人乘坐电梯,由静止开始上升.2整个过程电梯对人做功的功率图象如图所示. 其中0-2s做匀加速直线运动，2-5s做匀速直线运动，5-9s做匀减速直线运动，g=10m/s2,则下列说法错误的是
A.前2s内电梯对人的支持力为550N
B.在2-5s内电梯的速度为2m/s
C.电梯加速阶段的加速度为1m/s2
D.电梯加速运动过程中对人所做的功大于减速阶段对人所做的功
5．火星半径约为地球的，火星质量约为地球的，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的．根据以上数据，以下说法正确的是(　　)
A．火星表面重力加速度的数值比地球表面的大
B．火星公转的向心加速度比地球的大
C．火星公转的线速度比地球的大
D．火星公转的周期比地球的长
6．
一质量为M的直木棒，悬挂在O点。一只质量为m的猴子抓住木棒，如图所示。剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬。设一段时间内木棒的下落是沿竖直方向，并且猴子对地的高度保持不变。忽略空气阻力。则图所示的4个图象中哪个能定性地反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系？
7．根据质点的位置关系，我们可以分析出质点的运动轨迹。若一个质点在水平面上的XOY直角坐标系位置函数是:X=Lcosωt,Y=Lsinωt。（ω是定值）则该质点的速率-时间、加速度大小-时间、合力大小-时间、合力做功—时间等相关图像错误的是：
二、多选题（题型注释）
8．如图，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑．下列说法正确的是（
A．A与B线速度大小相等
B．B与C线速度大小相等
C．C与A角速度大小相等
D．A与B角速度大小相等
9．地球同步卫星离地心距离为r,运行速度为v1,加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则以下正确的是(
D.
10．如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的：（
A．运动周期相同
B．运动线速度相同
C．运动角速度相同
D．向心加速度相同
评卷人得分三、实验题11．某研究性学习小组用如图甲所示装置验证机械能守恒定律．让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气阻力，小球的机械能应该守恒，即mv2=mgh．直接测量摆球到达B点的速度v比较困难．现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛运动的特性来间接地测出v，如图甲中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重锤线确定出A、B点的投影点N、M．重复实验10次（小球每一次都从同一点由静止释放），球的落点痕迹如图乙所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M点对齐．用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可
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