内容正文:
广安二中高2023级2024年春第二次月考
物理试卷
一、选择题(每小题4分,共12个小题,共48分;其中1-8题为单选题,9-12题多选题,少选得2分,多选、错选得0分。)
1. 如图所示,某同学利用平板车将货物匀速运送到斜坡上,货物与小车之间始终没有发生相对滑动。则平板车与货物组成的系统( )
A. 动量增大 B. 机械能不变
C. 所受合外力的冲量为零 D. 所受推力做功为零
【答案】C
【解析】
【详解】AC.平板车将货物匀速运送到斜坡上,速度不变,动量不变,根据动量定理可知所受合外力的冲量为零,A错误,C正确;
B.平板车将货物匀速运送到斜坡上,平板车与货物组成的系统动能不变,重力势能增加,则机械能增加,B错误;
D.同学利用平板车将货物匀速运送到斜坡上,推力不为零,位移不为零,则所受推力做功不为零,D错误。
故选C。
2. 汽车在平直公路上刹车,若所受阻力恒定,则汽车刹车时间由下面哪个物理量决定( )
A. 动量 B. 动能 C. 初速度 D. 质量
【答案】A
【解析】
【详解】根据动量定理可知
所以
刹车时间由动量决定。
故选A。
3. 2024年1月,天舟七号货运飞船成功与空间站天和核心舱对接,据悉天舟七号在返回地面过程中释放一颗小卫星。已知小卫星和空间站环绕地球的运动均可看作匀速圆周运动,且小卫星的轨道半径小于空间站的轨道半径,空间站环绕地球运动时距离地球表面的高度为h,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,忽略地球自转。下列说法正确的是( )
A. 空间站的角速度为
B. 空间站的环绕速度大于第一宇宙速度
C. 空间站的环绕周期小于小卫星的环绕周期
D. 空间站的环绕加速度大于小卫星的环绕加速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.对空间站,由万有引力提供向心力,则有
在地球表面,万有引力近似等于重力,则有
解得
故A正确;
B.第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度,根据
解得
空间站的轨道半径大于近地卫星的轨道半径,则空间站的环绕速度小于第一宇宙速度,故B错误;
C.根据
解得
小卫星的轨道半径小于空间站的轨道半径,则空间站的环绕周期大于小卫星的环绕周期,故C错误;
D.根据牛顿第二定律有
解得
小卫星的轨道半径小于空间站的轨道半径,则空间站的环绕加速度小于小卫星的环绕加速度,故D错误。
故选A。
4. 如图所示是肥东和睦湖音乐喷泉的夜景,是安徽省最大的湖上喷泉,其喷出的最高水柱约有100m高,某一喷泉口直径约为0.1m(喷出水的密度为1×10³kg/m³),据此可估算出连接此喷泉的电动机的输出功率约为( )
A. 3.5×10³W B. 3.5×105W C. 3.5×107W D. 3.5×109W
【答案】B
【解析】
【详解】水离开管口的速度为
设给喷管喷水的电动机输出功率为P,在接近管口很短一段时间内水柱的质量为
根据动能定理可得
解得
故选B。
5. 如图所示的炮筒与水平方向成45°角,炮弹从炮口射出时的速度大小为800m/s,炮弹落到同一水平面上某点,若忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2。则炮弹从炮口到落地点的水平距离为( )
A. 28km B. 32km C. 55km D. 64km
【答案】D
【解析】
【详解】炮弹的速度分解为水平速度
炮弹的竖直速度
沿竖直方向做竖直上抛运动,运动的总时间
水平射程
故选D。
6. 如图所示,质量为m的木块A放在光滑的水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为l的细线(线长小于杆长),细线另一端系一质量为m、可视为质点的小球B,现将小球B拉起使细线处于水平伸直状态并由静止释放,已知重力加速度为g,在小球开始运动到最低点的过程中木块和轻杆始终不翻倒,下列说法正确的是( )
A. 小球到最低点时速度大小为
B. 木块对地面的最小压力大小为2mg
C. 小球和木块组成的系统总动量守恒
D. 小球竖直方向合力为零时,重力的瞬时功率最大
【答案】D
【解析】
【详解】C.由于木块放在光滑水平面上,小球向下运动的过程中,系统竖直方向合力不为零,水平方向不受外力,所以系统水平方向动量守恒,故C错误;
A.由于小球和木块的质量相同,根据水平方向动量守恒,有
所以小球到最低点速度大小与木块速度大小相同,根据系统的机械能守恒有
解得
故A错误;
B.小球刚释放时,小球不受拉力,木块对地面的压力最小,此时压力大小为mg,故B错误;
D.由于小球重力的瞬时功率为
当小球竖直方向速度最大时,竖直方向加速度为零,竖直方向合力为零,重力的瞬时功率最大,故D正确。
故选D
7. 物理兴趣小组某同学将一质量为m的小球从距离地面高H处逆风水平抛出,抛出时的速度大小为v0,小球落地时的速度大小为3v0,方向竖直向下。已知小球运动过程中,受到水平方向的风力且大小恒定,则小球从抛出到落地的过程中( )
A. 小球做的是匀变速直线运动
B. 小球受到的风力大小为
C. 小球的机械能减小了
D. 合外力对小球的冲量大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球做的是匀变速曲线运动,故A错误;
B.水平方向匀减速直线运动
竖直方向匀加速直线运动
时间相同,速度满足3倍关系,所以
解得
小球受到的风力大小为,故B错误;
C.小球水平方向移动的距离为
水平方向风力做功
小球的机械能减小了,故C正确;
D.合外力对小球的冲量大小小球的动量变化,其动量变化为,根据初末速度的矢量关系,可得合外力对小球的冲量大小为,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,是一个有四分之一圆弧小木块放在粗糙的水平面上,现有一个质量为m的小球从静止开始从圆弧顶端无摩擦滑下,木块始终保持静止,则小球下滑过程中,小木块受到地面的最大静摩擦力是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设圆弧半径为,小球所处位置与圆心连线和水平方向的夹角为,此时小球速度为,根据动能定理可得
以小球为对象,根据牛顿第二定律可得
联立解得小球受到的支持力大小为
以圆弧小木块为对象,水平方向根据受力平衡可得
可得
可知当时,小木块受到地面的最大静摩擦力为
故选D。
9. 体育课上,某同学做俯卧撑训练,在向上撑起过程中,下列说法正确的是( )
A. 地面对手的支持力做了正功 B. 地面对手的支持力冲量为零
C. 他克服重力做了功 D. 他的机械能增加了
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由于地面对手的支持力作用点没有发生位移,则地面对手的支持力不做功,故A错误;
B.根据
可知地面对手的支持力冲量不为零,故B错误;
CD.由于人的重心升高,则重力做负功,即该同学克服重力做了功,在向上撑起过程中,同学的机械能增加了,故CD正确。
故选CD。
10. 如图所示,轻质弹簧的下端固定在光滑斜面的底部,一个质量为m的物块以平行斜面的初速度v向弹簧运动.已知弹簧始终处于弹性限度范围内,则下列判断正确的是( )
A. 物块从接触弹簧到最低点的过程中,加速度大小先变小后变大
B. 物块碰到弹簧后立刻开始做减速运动
C. 物块从出发点到最低点过程中,物块减少的重力势能小于增加的弹性势能
D. 物块的动能最大时,物块的重力势能最小
【答案】AC
【解析】
【分析】通过分析弹力和重力沿斜面方向的分量mgsinθ的大小关系来分析加速度和速度的变化;根据能量守恒关系分析重力势能、动能和弹性势能的变化.
【详解】A.B.物块刚接触到弹簧时,弹力小于重力沿斜面的分量mgsinθ,则加速度向下,并且随弹力的增加加速度逐渐减小;当弹力等于mgsinθ时加速度为零,速度最大;以后由于弹力大于mgsinθ,则加速度变为向上,且加速度逐渐变大,速度逐渐减小到零;故物块从接触弹簧到最低点的过程中,加速度大小先变小后变大,速度先增大后减小,向下A正确,B错误;
C.物块从出发点到最低点过程中,物块减少的重力势能与动能之和等于增加的弹性势能,选项C正确;
D.当弹力等于mgsinθ时加速度为零,速度最大,而后物块还将向下运动,可知此时重力势能不是最小的,选项D错误;
故选AC.
11. 如图所示,足够长的水平传送带以恒定速率向右运动,一质量为的滑块从传送带右端以水平向左的速率滑上传送带,经过时间,最终滑块又返回至传送带的右端。在滑块整个运动过程中( )
A. 滑块距传送带右端最大距离为8m
B. 传送带对滑块做功为零
C. 传送带与滑块间的动摩擦因数为0.2
D. 传送带与滑块因摩擦产生的热量为18J
【答案】AD
【解析】
【详解】C.根据题意可知,滑块先向左匀减速到0,再向右匀加速到与传送带共速,之后和传送带一起匀速到最右端,设匀速的时间为,传送带与滑块间的动摩擦因数为,则有
规定向右为正方向,则有
,
联立解得
,,
故C错误;
A.滑块向左匀减速到0时,滑块距传送带左端的距离最大,则最大距离为
故A正确;
B.设传送带对滑块做功为,由动能定理有
代入数据解得
故B错误;
D.滑块向左运动过程的时间为
s
滑块相对于传送带的位移为
m
向右加速的时间为
s
滑块相对于传送带的位移为
m
传送带与滑块因摩擦产生的热量为
故D正确。
故选AD。
12. 如图所示,轻绳一端系一质量为m的金属环,另一端绕过定滑轮悬挂一质量为5m的重物。金属环套在固定竖直光滑直杆上,定滑轮与竖直杆间的距离OQ=d,金属环从图中P点由静止释放,OP与直杆之间的夹角θ=53°,不计一切摩擦,重力加速度为g,(),则( )
A. 金属环在Q点的速度大小为
B. 金属环从P上升到Q的过程中,绳子拉力对重物做的功为
C. 金属环从P上升到Q的过程中,重物所受重力的瞬时功率一直增大
D. 若金属环最高能上升到N点(N点未标出),则ON与直杆之间的夹角为53°
【答案】AB
【解析】
【详解】C.根据斜牵引速度的分解特点,可知金属环从P上升到Q的过程中,重物的速度开始为零,到达Q点时也为零,所以其重力的瞬时功率先增大后减小,故C错误;
A.金属环运动到Q点时,对金属环及重物系统,利用机械能守恒定律有
,
金属环在Q点的速度大小为
故A正确;
B.金属环从P上升到Q的过程中,对重物利用动能定理有
求得绳子拉力对重物做的功为
故B正确;
D.若ON与直杆之间的夹角为53°,则重物高度没有变化,金属环由P到N,机械能增加,不符合能量守恒定律,故D错误。
故选AB。
二、实验题(每空2分,共16分)
13.
(1)某实验小组用“自由落体法”验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,装置中的重物应选择____________(选填“甲”、“乙”或“丙”)
(2)关于该实验,下列说法正确的是 ;
A. 根据公式计算某点的瞬时速度
B. 重物下落起始位置应靠近打点计时器
C. 用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物
(3)按照正确操作得到如图2所示的纸带,计数点O、A、B、C、D、E、F是打点计时器连续打下的七个点。已知重物的质量为200g,当地重力加速度为,打点计时器所用交流电的频率为50Hz。
①在纸带BE段,重物的重力势能减少量____________ J,打点计时器打下图中 B 点时重物的速度大小是____________(结果均保留3位有效数字);
②打点计时器打B点和E 点时重物的动能增加量比较与的大小,出现这一结果的原因可能是____________。
A.工作电压偏高 B.存在空气阻力和摩擦力
C.接通电源前已释放了纸带 D.打点计时器的实际打点频率小于 50Hz
【答案】(1)甲 (2)B
(3) ①. 0.157 ②. 0.975 ③. D
【解析】
【小问1详解】
进行验证机械能守恒定律的实验时,为了减小空气阻力的影响,应选择密度较大的重物进行研究。当重物的材质一致时,选择质量较大的进行实验。
故选甲。
【小问2详解】
A.在进行验证机械能守恒定律的实验时,应使用公式来进行计算速度,故A错误;
B.实验时重物靠近打点计时器,尽可能的多打点。故B正确;
C.应该用手拉住纸带末端,接通电源后,释放纸带,重物带着纸带竖直下落,若是用手托稳重物,释放时,纸带是松软的,与限位孔的摩擦较大,故C错误。
【小问3详解】
[1]由图可知,BE长度为0.0800m,由重力做功公式可得
可求得重物的重力势能的减少量为0.157J
[2]AB长度为0.0170m,BC长度为0.0220m,故B点速度可由以下公式求得
[3] A.工作电压偏高会导致打出的点为短线,不会导致动能增加量大于重力势能减少量。故A错误;
B.空气阻力和摩擦力会导致重力势能减少量大于动能增加量。故B错误;
C.先释放纸带后接通电源会导致开头的点迹不均匀,增大误差,不会导致动能增加量大于重力势能减少量,故C错误;
D.若打点频率小于50Hz,说明每两个点之间的时间间隔大于0.02s,但计算时所用的时间仍是0.02s,会导致速度的测量值偏大,出现动能增加量大于重力势能减少量的情况。故D正确。
故选D。
14. 用如图所示的实验装置探究功和动能变化的关系。一木板放在安装有定滑轮和光电门的气垫导轨上,木板左右两端安装了宽度均为d的相同遮光条A、B,木板(含遮光条)的质量为M,两遮光条间的距离为L,用不可伸长的细线绕过定滑轮,把木板与力传感器连接起来,传感器下方悬挂钩码,将木板由静止释放,由数字计时器可读出遮光条通过光电门的时间。
(1)在完成实验时,下列不必要的实验要求是______(填选项前字母)
A.应使木板质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.应使木板释放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
(2)按要求调整好实验装置后进行实验,主要测量步骤如下:
①将木板从距离光电门适当的位置由静止释放,木板在细线拉动下运动,记录力传感器的示数F及遮光条A、B先后经过光电门的时间为t1、t2,则遮光条A、B通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk=___________,合外力对木板做功W=_______.(以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示)
②增加所挂钩码的个数,重复①的操作,比较W、ΔEk的大小,可得出实验结论。
【答案】 ①. A ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1] A.力传感器测出力就是细线对木板的真是拉力,因此无需满足使木板质量远大于钩码和力传感器的总质量。
B.使木板释放的位置与光电门间的距离适当大些,可减小测量误差;
C、D.此实验需要满足导轨水平且细线与气垫导轨平行。
因此不必要的实验要求是A。
(2)[2]遮光条A通过光电门的速度,遮光条B通过光电门的速度,所以遮光条A、B通过光电门的过程中木板动能的变化量
[3] 此过程合外力对木板做功
三、解答题(本大题共3个小题,共36分)
15. 如图所示是一款用来运载货物的小型电动货车。某次小货车在水平地面上由静止开始匀加速启动运送货物,已知货车与货物的总质量为,匀加速的加速度大小为,行驶距离发动机刚好达到额定输出功率,此后保持该功率继续运动,整个过程所受阻力大小恒为货车与货物总重的0.2倍,重力加速度。求∶
(1)小货车匀加速阶段经历的时间t及匀加速阶段的最大速度的大小;
(2)小货车发动机的额定输出功率的大小及整个运动过程中的最大速度的大小。
【答案】(1)5s;5m/s;(2);
【解析】
【详解】(1)小货车匀加速阶段,由
解得
可得
(2)根据牛顿第二定律,可得
解得
小货车发动机的额定输出功率大小为
整个运动过程中的最大速度为
16. 如图所示,质量 m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=15m,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块,以水平向右的速度 v0=2m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10m/s2。求:
(1)物块在车面上滑行的时间t;
(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度 v0′不超过多少。
【答案】(1)0.24s;(2)不能超过
【解析】
【分析】
【详解】(1)设物块与小车的共同速度为v,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有
设物块与车面间的滑动摩擦力为F,对物块应用动量定理有
其中
联立解得
,
代入数据得
(2)要使物块恰好不从车厢滑出,须物块滑到车面右端时与小车有共同的速度,则有
由功能关系有
代入数据解得
故要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车的速度不能超过。
17. 如图所示,半圆形轨道竖直固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且与水平面垂直。可视为质点的小球A、B用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与小球不栓接),开始时在水平地面上以共同速度v0向左运动。在到达N点之前的某个时刻,细绳突然断开,小球A、B被弹开,小球A以某一速度冲上轨道,飞过最高点M后,落地点距N为2R。已知小球A的质量为m,重力加速度为g。空气阻力及各处摩擦均不计。
(1)求小球A到达轨道底端N点时对轨道的压力大小;
(2)若保证小球B不进入轨道,则小球B的质量需满足什么条件?
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)飞过最高点M后,落地点距N为2R,由平抛运动规律可得
解得
从M到N,根据机械能守恒
解得
对小球在N点,由牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律:小球A到达轨道底端N点时对轨道的压力等于轨道对它的支持力,故。
(2)若保证小球B不进入轨道,则小球B被弹开时速度为零或方向向右;小球被弹开的过程动量守恒,以向左为正,设小球B质量为M,可得
解得
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广安二中高2023级2024年春第二次月考
物理试卷
一、选择题(每小题4分,共12个小题,共48分;其中1-8题为单选题,9-12题多选题,少选得2分,多选、错选得0分。)
1. 如图所示,某同学利用平板车将货物匀速运送到斜坡上,货物与小车之间始终没有发生相对滑动。则平板车与货物组成的系统( )
A. 动量增大 B. 机械能不变
C. 所受合外力冲量为零 D. 所受推力做功为零
2. 汽车在平直公路上刹车,若所受阻力恒定,则汽车刹车时间由下面哪个物理量决定( )
A. 动量 B. 动能 C. 初速度 D. 质量
3. 2024年1月,天舟七号货运飞船成功与空间站天和核心舱对接,据悉天舟七号在返回地面过程中释放一颗小卫星。已知小卫星和空间站环绕地球的运动均可看作匀速圆周运动,且小卫星的轨道半径小于空间站的轨道半径,空间站环绕地球运动时距离地球表面的高度为h,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,忽略地球自转。下列说法正确的是( )
A. 空间站的角速度为
B. 空间站环绕速度大于第一宇宙速度
C. 空间站的环绕周期小于小卫星的环绕周期
D. 空间站的环绕加速度大于小卫星的环绕加速度
4. 如图所示是肥东和睦湖音乐喷泉的夜景,是安徽省最大的湖上喷泉,其喷出的最高水柱约有100m高,某一喷泉口直径约为0.1m(喷出水的密度为1×10³kg/m³),据此可估算出连接此喷泉的电动机的输出功率约为( )
A. 3.5×10³W B. 3.5×105W C. 3.5×107W D. 3.5×109W
5. 如图所示的炮筒与水平方向成45°角,炮弹从炮口射出时的速度大小为800m/s,炮弹落到同一水平面上某点,若忽略空气阻力,重力加速度g取10m/s2。则炮弹从炮口到落地点的水平距离为( )
A. 28km B. 32km C. 55km D. 64km
6. 如图所示,质量为m的木块A放在光滑的水平面上,A上固定一竖直轻杆,轻杆上端的O点系一长为l的细线(线长小于杆长),细线另一端系一质量为m、可视为质点的小球B,现将小球B拉起使细线处于水平伸直状态并由静止释放,已知重力加速度为g,在小球开始运动到最低点的过程中木块和轻杆始终不翻倒,下列说法正确的是( )
A. 小球到最低点时速度大小为
B. 木块对地面的最小压力大小为2mg
C. 小球和木块组成系统总动量守恒
D. 小球竖直方向合力为零时,重力的瞬时功率最大
7. 物理兴趣小组某同学将一质量为m的小球从距离地面高H处逆风水平抛出,抛出时的速度大小为v0,小球落地时的速度大小为3v0,方向竖直向下。已知小球运动过程中,受到水平方向的风力且大小恒定,则小球从抛出到落地的过程中( )
A. 小球做的是匀变速直线运动
B. 小球受到的风力大小为
C. 小球的机械能减小了
D. 合外力对小球的冲量大小为
8. 如图所示,是一个有四分之一圆弧小木块放在粗糙水平面上,现有一个质量为m的小球从静止开始从圆弧顶端无摩擦滑下,木块始终保持静止,则小球下滑过程中,小木块受到地面的最大静摩擦力是( )
A. B. C. D.
9. 体育课上,某同学做俯卧撑训练,在向上撑起过程中,下列说法正确的是( )
A. 地面对手的支持力做了正功 B. 地面对手的支持力冲量为零
C. 他克服重力做了功 D. 他的机械能增加了
10. 如图所示,轻质弹簧的下端固定在光滑斜面的底部,一个质量为m的物块以平行斜面的初速度v向弹簧运动.已知弹簧始终处于弹性限度范围内,则下列判断正确的是( )
A. 物块从接触弹簧到最低点的过程中,加速度大小先变小后变大
B. 物块碰到弹簧后立刻开始做减速运动
C. 物块从出发点到最低点过程中,物块减少的重力势能小于增加的弹性势能
D. 物块的动能最大时,物块的重力势能最小
11. 如图所示,足够长的水平传送带以恒定速率向右运动,一质量为的滑块从传送带右端以水平向左的速率滑上传送带,经过时间,最终滑块又返回至传送带的右端。在滑块整个运动过程中( )
A. 滑块距传送带右端的最大距离为8m
B. 传送带对滑块做功为零
C. 传送带与滑块间的动摩擦因数为0.2
D. 传送带与滑块因摩擦产生的热量为18J
12. 如图所示,轻绳一端系一质量为m的金属环,另一端绕过定滑轮悬挂一质量为5m的重物。金属环套在固定竖直光滑直杆上,定滑轮与竖直杆间的距离OQ=d,金属环从图中P点由静止释放,OP与直杆之间的夹角θ=53°,不计一切摩擦,重力加速度为g,(),则( )
A. 金属环在Q点的速度大小为
B. 金属环从P上升到Q的过程中,绳子拉力对重物做的功为
C. 金属环从P上升到Q的过程中,重物所受重力的瞬时功率一直增大
D. 若金属环最高能上升到N点(N点未标出),则ON与直杆之间的夹角为53°
二、实验题(每空2分,共16分)
13.
(1)某实验小组用“自由落体法”验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,装置中的重物应选择____________(选填“甲”、“乙”或“丙”)
(2)关于该实验,下列说法正确的是 ;
A. 根据公式计算某点的瞬时速度
B. 重物下落的起始位置应靠近打点计时器
C. 用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物
(3)按照正确操作得到如图2所示的纸带,计数点O、A、B、C、D、E、F是打点计时器连续打下的七个点。已知重物的质量为200g,当地重力加速度为,打点计时器所用交流电的频率为50Hz。
①在纸带BE段,重物的重力势能减少量____________ J,打点计时器打下图中 B 点时重物的速度大小是____________(结果均保留3位有效数字);
②打点计时器打B点和E 点时重物的动能增加量比较与的大小,出现这一结果的原因可能是____________。
A.工作电压偏高 B.存在空气阻力和摩擦力
C.接通电源前已释放了纸带 D.打点计时器的实际打点频率小于 50Hz
14. 用如图所示的实验装置探究功和动能变化的关系。一木板放在安装有定滑轮和光电门的气垫导轨上,木板左右两端安装了宽度均为d的相同遮光条A、B,木板(含遮光条)的质量为M,两遮光条间的距离为L,用不可伸长的细线绕过定滑轮,把木板与力传感器连接起来,传感器下方悬挂钩码,将木板由静止释放,由数字计时器可读出遮光条通过光电门的时间。
(1)在完成实验时,下列不必要的实验要求是______(填选项前字母)
A.应使木板质量远大于钩码和力传感器总质量
B.应使木板释放的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
(2)按要求调整好实验装置后进行实验,主要测量步骤如下:
①将木板从距离光电门适当的位置由静止释放,木板在细线拉动下运动,记录力传感器的示数F及遮光条A、B先后经过光电门的时间为t1、t2,则遮光条A、B通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk=___________,合外力对木板做功W=_______.(以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示)
②增加所挂钩码的个数,重复①的操作,比较W、ΔEk的大小,可得出实验结论。
三、解答题(本大题共3个小题,共36分)
15. 如图所示是一款用来运载货物的小型电动货车。某次小货车在水平地面上由静止开始匀加速启动运送货物,已知货车与货物的总质量为,匀加速的加速度大小为,行驶距离发动机刚好达到额定输出功率,此后保持该功率继续运动,整个过程所受阻力大小恒为货车与货物总重的0.2倍,重力加速度。求∶
(1)小货车匀加速阶段经历的时间t及匀加速阶段的最大速度的大小;
(2)小货车发动机的额定输出功率的大小及整个运动过程中的最大速度的大小。
16. 如图所示,质量 m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=15m,现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块,以水平向右的速度 v0=2m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10m/s2。求:
(1)物块在车面上滑行的时间t;
(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度 v0′不超过多少。
17. 如图所示,半圆形轨道竖直固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且与水平面垂直。可视为质点的小球A、B用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与小球不栓接),开始时在水平地面上以共同速度v0向左运动。在到达N点之前的某个时刻,细绳突然断开,小球A、B被弹开,小球A以某一速度冲上轨道,飞过最高点M后,落地点距N为2R。已知小球A的质量为m,重力加速度为g。空气阻力及各处摩擦均不计。
(1)求小球A到达轨道底端N点时对轨道的压力大小;
(2)若保证小球B不进入轨道,则小球B的质量需满足什么条件?
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