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河宽300m,水流速度为3m/s,船在静水中的速度为6m/s,现令该船从岸边开始...

河宽300m,水流速度为3m/s,船在静水中的速度为6m/s,现令该船从岸边开始渡河,试问:

(1)要求船以最短的时间渡河,实际将到达对岸的什么位置?

(2)要求船以最小的位移渡河时,船头朝向应与上游河岸成多大角度?

 

(1)船渡河的最短时间为60s,船将到达正对岸下游180m处. (2)船以最小的位移渡河时,船头朝向应与上游河岸成60° 【解析】 试题分析:(1)当静水速的方向与河岸方向垂直,此时渡河时间最短,此时船不仅参与了静水运动,还参与了水流运动,求出渡河时间,即可求出沿水流方向上的位移. (2)当静水速与水流速的合速度方向垂直于河岸,船将沿垂直河岸方向运动,此时位移最短,根据t= 求出渡河时间. 【解析】 (1)若船以最短时间渡河,则船身必须垂直河岸过河,过河时间t===50s,船沿着水流方向走过的距离x=v水t=150m;所以船到达正对岸下游150m处; (2)由于V船>V水,小船可以到达正对岸,最小位移为300m, 设船头偏向上游河岸成α角,则有:cosα===0.5. 解得:α=60° 答:(1)船渡河的最短时间为60s,船将到达正对岸下游180m处. (2)船以最小的位移渡河时,船头朝向应与上游河岸成60°. 【点评】解决本题的关键知道当静水速的方向与河岸垂直时,渡河时间最短;当静水速大于水流速,静水速与水流速的合速度方向与河岸垂直时,渡河位移最小.  
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考点分析:
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某研究性学习小组利用气垫导轨进行验证机械能守恒定律实验,实验装置如图甲所示.将气垫导轨水平放置,在气垫导轨上相隔一定距离的两点处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定有遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电平,两光电传感器再通过一个或门电路与计算机相连.滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电平随时间变化的图象.

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(1)实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,则图乙中的△t1、△t2间满足      关系,则说明气垫导轨已经水平.

(2)用细线通过气垫导轨左端的定滑轮将滑块P与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由如图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若△t1、△t2和d已知,要验证机械能是否守恒,还应测出      (写出物理量的名称及符号).

(3)若上述物理量间满足关系式      ,则表明在滑块和砝码的运动过程中,系统的机械能守恒.

 

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如图所示是“研究平抛运动”的实验装置示意图.(1)在实验中,下列说法正确的是

A.斜槽轨道末端切线必须水平

B.斜槽轨道必须光滑

C.小球每次应从斜槽同一高度由静止释放

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(2)在该实验中,某同学正确地确定了坐标原点入坐标轴后,描绘出小球在不同时刻所通过的三个位置A、B、C相邻的两个位置间的水平距离均为x,测得x=10.00cm,A、B间的竖直距离y1=4.78cm,A、C间的竖直距离y2=19.36cm.如图所示,(重力加速度g取9.80m/s2)根据以上直接测量的物理量及已知量导出小球做平抛运动的初速度的表达式为v0=     (用题中所给字母表示).代入数据得到小球的初速度值为      m/s.

 

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如图1,长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=2kg的另一物体B以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板A的表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图2所示,则下列说法正确的是(  )

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A.木板获得的动能为2J       B.系统损失的机械能为2J

C.木板A的最小长度为1m     D.A、B间的动摩擦因数为0.1

 

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在地面附近,存在着一有界电场,边界MN将空间分成上下两个区域Ⅰ、Ⅱ,在区域Ⅱ中有竖直向上的匀强电场,在区域I中离边界某一高度由静止释放一质量为m的带电小球A,如图甲所示,小球运动的v﹣t图象如图乙所示,不计空气阻力,则(  )

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A.小球受到的重力与电场力之比为3:5

B.在t=5s时,小球经过边界MN

C.在小球向下运动的整个过程中,重力做的功大于电场力做功

D.在1s~4s过程中,小球的机械能先减小后增大

 

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如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道,A、B分别为最高点和最低点(图中未标出),外圆光滑内圆粗糙.一质量为m=0.2kg的小球从轨道的最低点以水平向右的初速度v0开始运动,球的直径略小于两圆间距,球运动的轨道半径R=0.5m,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力,设小球过最低点B时重力势能为零,下列说法中正确的是(  )

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A.若小球运动到最高点A时速度为0,则小球机械能一定不守恒

B.若小球第一次运动到最高点时速度大小为0,则v0一定等于2满分5 manfen5.comm/s

C.若要小球不挤压内轨,则v0一定不小于5m/s

D.若小球开始运动时初动能为1.6 J,则足够长时间后小球的机械能为1 J

 

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