运动和力参考答案.doc

专题一 运动和力参考答案典型例题fNF(Mm)g图12例1 解析：对系统进行整体分析，受力分析如图12：由平衡条件有：由此解得 例2 解析： （1）设t1、t2为声源S发出两个信号的时刻，为观察者接收到两个信号的时刻则第一个信号经过时间被观察者A接收到，第二个信号经过（）时刻被观察者A接收到，且t1vASAt1ALt2vSt1vAt1AASL设声源发出第一个信号时，S、A两点间的距离为L，两个声信号从声源传播到观察者的过程中，它们的运动的距离关系如图所示，可得由以上各式解得（2）设声源发出声波的振动周期为T，这样，由以上结论，观察者接收到的声波振动的周期T,由此可得，观察者接收到的声波频率与声源发出声波频率间的关系为例3 解答：根据题意作图14对这两个天体而言，它们的运动方程分别为 r2r1m1m2O图14以及 由以上三式解得将r1和r2的表达式分别代和式，可得例4 解答：（1）A、B两球以相同的初速度v0，从同一点水平抛出，可以肯定它们沿同一轨道运动作细线刚被拉直时刻A、B球位置示意图15根据题意可知：xy图15设A球运动时间为t，则B球运动时间为t0.8，由于A、B球在竖直方向上均作自由落体运动，所以有由此解得t =1s（2）细线刚被拉直时，A、B球的水平位移分别为例5 解答：（1）A球通过最低点时，作用于环形圆管的压力竖直向下，根据牛顿第三定律，A球受到竖直向上的支持力N1，由牛顿第二定律，有： 由题意知，A球通过最低点时，B球恰好通过最高点，而且该时刻A、B两球作用于圆管的合力为零；可见B球作用于圆管的压力肯定竖直向上，根据牛顿第三定律，圆管对B球的反作用力N2竖直向下；假设B球通过最高点时的速度为v，则B球在该时刻的运动方程为 由题意N1=N2 对B球运用机械能守恒定律 解得 式代入式可得：例6 解答：火箭上升到最高点的运动分为两个阶段：匀加速上升阶段和竖直上抛阶段地面上的摆钟对两个阶段的计时为即总的读数（计时）为t =t1t2=360（s）放在火箭中的摆钟也分两个阶段计时第一阶段匀加速上升，a=8g，钟摆周期其钟面指示时间第二阶段竖直上抛，为匀减速直线运动，加速度竖直向下，a=g，完全失重，摆钟不“走”，计时可见放在火箭中的摆钟总计时为综上所述，火箭中的摆钟比地面上的摆钟读数少了例7 解答：在情形（1）中，滑块相对于桌面以速度v0=0.1m/s向右做匀速运动，放手后，木板由静止开始向右做匀加速运动经时间t，木板的速度增大到v0=0.1m/s，在5s内滑块相对于桌面向右的位移大小为S1=v0t=0.5m而木板向右相对于桌面的位移为可见，滑块在木板上向右只滑行了S1S2=0.25m，即达到相对静止状态，随后，它们一起以共同速度v0向右做匀速直线运动只要线足够长，桌上的柱子不阻挡它们运动，滑块就到不了木板的右端在情形（2）中，滑块与木板组成一个系统，放手后滑块相树于木板的速度仍为v0，滑块到达木板右端历时例8 解答：以m表示球的质量，F表示两球相互作用的恒定斥力，l表示两球间的原始距离A球作初速度为v0的匀减速运动，B球作初速度为零的匀加速运动在两球间距由l先减小，到又恢复到l的过程中，A球的运动路程为l1，B球运动路程为l2，间距恢复到l时，A球速度为v1，B球速度为v2由动量守恒，有由功能关系：A球 B球：根据题意可知l1=l2，由上三式可得得v2=v0、v1=0 即两球交换速度当两球速度相同时，两球间距最小，设两球速度相等时的速度为v，则B球的速度由增加到v0花时间t0，即得解二：用牛顿第二定律和运动学公式（略）跟踪练习1C 提示：利用平衡条件2（1）重物先向下做加速运动，后做减速运动，当重物速度为零时，下降的距离最大，设下降的最大距离为h，由机械能守恒定律得 解得（2）系统处于平衡状态时，两小环的可能位置为TNm1mmgTa两小环同时位于大圆环的底端b两小环同时位于大圆环的顶端c两小环一个位于大圆环的顶端，另一个位于大圆环的底端d除上述三种情况外，根据对称性可知，系统如能平衡，则小圆环的位置一定关于大圆环竖直对称轴对称设平衡时，两小圆环在大圆环竖直对称轴两侧角的位置上（如图）对于重物m，受绳的拉力T与重力mg作用，有T=mg对于小圆环，受到三个力的作用，水平绳的拉力T，竖直绳的拉力T，大圆环的支持力N两绳的拉力沿大圆环切向的分力大小相等，方向相反得3设测速仪扫描速度为v，因P1、P2在标尺上对应间隔为30小格，所以格/s测速仪发出超声波信号P1到接收P1的反射信号n1从图B上可以看出，测速仪扫描12小格，所以测速仪从发出信号P1到接收其反射信号n1所经历时间汽车接收到P1信号时与测速仪相距同理，测速仪从发出信号P2到接收到其反射信号n2，测速仪扫描9小格，故所经历时间汽车在接收到P2信号时与测速仪相距所以，汽车在接收到P1、P2两个信号的时间内前进的距离S=S1S2=17m从图B可以看出，n1与P2之间有18小格，所以，测速仪从接收反射信号n1到超声信号P2的时间间隔所以汽车接收P1、P2两个信号之间的时间间隔为汽车速度m/s4从B发出第一个超声波开始计时，经被C车接收故C车第一次接收超声波时与B距离第二个超声波从发出至接收，经TT时间，C车第二车接收超声波时距B为，C车从接收第一个超声波到接收第二个超声波内前进S2S1，接收第一个超声波时刻，接收第二个超声波时刻为所以接收第一和第二个超声波的时间间距为故车速车向右运动5ACD6（1）根据动能定理，可求出卫星由近地点到远地点运动过程中，地球引力对卫星的功为（2）由牛顿第二定律知 ygOx7（1）建立如图所示坐标系，将v0与g进行正交分解在x方向，小球以为初速度作匀加速运动在y方向，小球以为初速度，作类竖直上抛运动当y方向的速度为零时，小球离斜面最远，由运动学公式小球经时间t上升到最大高度，由得（2）8（1）设滑雪者质量为m，斜面与水平面夹角为，滑雪者滑行过程中克服摩擦力做功 由动能定理 离开B点时的速度 （2）设滑雪者离开B点后落在台阶上可解得 此时必须满足 当时，滑雪者直接落到地面上，可解得9AC10摆球先后以正方形的顶点为圆心，半径分别为R1=4a，R2=3a，R3=2a，R4=a为半径各作四分之一圆周的圆运动当摆球从P点开始，沿半径R1=4a运动到最低点时的速度v1，根据动量定理 当摆球开始以v1绕B点以半径R2=3a作圆周运动时，摆线拉力最大，为Tmax=7mg，这时摆球的运动方程为 由此求得v0的最大许可值为当摆球绕C点以半径R3=2a运动到最高点时，为确保沿圆周运动，到达最高点时的速度（重力作向心力）由动能定理11B12由题意知，周期为波速P、Q两点距离相差次全振动所需时间即13ABC 开始时小车上的物体受弹簧水平向右的拉力为6N，水平向左的静摩擦力也为6N，合力为零沿水平向右方向对小车施加以作用力，小车向右做加速运动时，车上的物体沿水平向右方向上的合力（F=ma）逐渐增大到8N后恒定在此过程中向左的静摩擦力先减小，改变方向后逐渐增大到（向右的）2N而保持恒定；弹簧的拉力（大小、方向）始终没有变，物体与小车保持相对静止，小车上的物体不受摩擦力作用时，向右的加速度由弹簧的拉力提供：14（1）设物体与板的位移分别为S物、S板，则由题意有 解得：（2）由得，故板与桌面之间的动摩擦因数15在010s内，物体的加速度（正向）在1014s内，物体的加速度 （反向）由牛顿第二定律 由此解得F=8.4N =0.3416（1）依题意得=0，