内容正文:
株洲市二中2023年下学期高一年级期末考试试卷
物理试题
时量:75min 分值:100分
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1. 下列物理学习或研究过程中用到“等效替代”的思想方法的是( )
A. 探究加速度与力、质量的关系 B. 研究桌面弹力时,将“微小形变”可视化
C. 建立“合力与分力”的概念 D. 建立“瞬时速度”的概念
2. 下列说法中正确的是( )
A. 飞机投弹时,如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹,恰好能击中目标
B. 地球由西向东自转,你向上跳起来以后,还会落在原地,而不落到原地的西边
C. 我国道路交通安全法规定,在各种小型车辆里乘坐的人必须系好安全带,是为了减小惯性
D. 向上抛出的物体,在空中向上运动时,肯定受到了向上的作用力,否则它不可能向上运动
3. 如图所示,在汽车车厢中悬挂一小球,实验表明,当汽车做匀变速直线运动时,悬线将与竖直方向成某一稳定角度。若在车厢底板上还有一个照其相对静止的物体,则关于汽车的运动情况和物体的受力情况正确的是( )
A. 汽车一定向右做匀加速运动
B. 汽车一定向左做匀加速运动
C. 只受到重力和底板的支持力作用
D. 除受到重力、底板的支持力作用外,还受到水平向右的摩擦力的作用
4. “套圈圈”是小孩喜爱的一种游戏,游戏规则是:游戏者站在界线外从手中水平抛出一个圆形圈圈,落下后套中前方的物体,所套即所得。如图所示,小孩保持直立并抛出圈圈套取了前方一物体,若小孩还想套取后方的另一物体,忽略圆形圈圈运动过程中受到的空气阻力,则以下方法一定不可行的是( )
A. 小孩退后一步保持直立,以较小的速度抛出圈圈
B. 小孩站在同样的位置并踮起脚尖,以较大的速度抛出圈圈
C. 小孩站在同样的位置并踮起脚尖,以较小的速度抛出圈圈
D. 小孩站在同样的位置保持直立,以较大的速度抛出圈圈
5. 甲、乙两车在平直路面上运动的图像如图所示,其中x表示两车的位移,t表示两车的运动时间,则下列说法正确的是( )
A. 甲车运动的初速度大小为3m/s
B. 阴影部分的面积表示甲车在2~3s内通过的位移
C. 甲车运动的加速度大小为
D. 时两车速度大小相同
6. 如图甲为应用于地铁站的安全检查仪,用于对旅客的行李进行安全检查。其传送装置可简化为如图乙的模型,紧绷的传送带以的恒定速率运行。旅客把行李无初速度地放在A处,设行李与传送带之间的动摩擦因数,A,B间的距离为2m,g取。假设无论传送带速度多大,乘客把行李放到传送带的同时,都以与传送带相同的恒定速率运动到B处取行李,则( )
A. 乘客与行李同时到达B处
B. 乘客提前0.2s到达B处
C. 若将传送带的速率增至,行李将比乘客提前到达B处
D. 若将传送带的速率增至,乘客与行李到达B处的时间差将增大
二、多选题:本大题共4小题,共20分。
7. 下列说法中正确有( )
A. 一个物体速度为零时加速度也一定为零
B. 一个物体具有东的加速度,而其速度却向西
C. 两物体比较,一个物体的速度变化量比较大,其加速度一定大
D. 一物体做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度却比前一阶段大
8. 物体质量为3kg,放在光滑水平面上,同时受到大小为3N、4N和5N的三个水平力作用,物体的加速度可能为( )
A. 0 B.
C. D.
9. 子弹垂直射入叠在一起的相同木板,穿过第20块木板后的速度变为0。可以把子弹视为质点,已知子弹在木板中运动的总时间是t,认为子弹在各块木板中运动的加速度都相同,且木板相对于地面始终保持静止,则( )
A. 子弹穿过第1块木板所用的时间是
B. 子弹穿过前三块木板所用时间之比
C. 子弹穿过前15块木板所用的时间是
D. 子弹穿过第15块木板所用的时间
10. 如图所示,三物块用细线通过轻质光滑定滑轮与地面连接,物块A的质量为,物块B、C的质量都是。物块B与物块C的距离和物块C到地面的距离都是。A距滑轮足够远且不计一切阻力,。现将物块A下方的细线剪断,不考虑物块B、C和地面接触后的反弹问题,则( )
A. 剪断细线前,物块A下方细线对物块A下的拉力大小为1N
B. 剪断A下下方细线瞬间,物块A、B、C加速度大小均
C. 剪断A下下方细线瞬间,物块A下有向上的加速度,是失重现象
D. 剪断A下下方细线瞬间,物块B、C间细线拉力大小为2.5N
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 如图1,使用滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度。实验过程如下:在斜面上铺上白纸,用图钉固定:把滴水计时器固定在小车的末端,在小车上固定一平衡物;调节滴水计时器的滴水速度,使其每0.2s滴一滴;在斜面顶端放置一浅盘,把小车放在斜面顶端,把调好的滴水计时器盛满水,使水滴能滴入浅盘内;随即在撤去浅盘的同时放开小车,于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹。将第一个点迹记为0,之后的点迹依次记为1、2、3…,测出之后每个点迹到第一个点迹0的距离如图2所示,图中数据的单位是cm。
(1)在计数点1所代表的时刻,纸带运动的瞬时速度为______m/s,在计数点3所代表的时刻,纸带运动的瞬时速度为______m/s(本小题计算结果均保留两位有效数字);
(2)小车加速度大小为______(计算结果保留两位有效数字);
(3)该同学在测量的时候没有将计数点5的数值记录下来,根据前面的数值可推算出计数点5到0点的距离为______cm。
12. 某实验小组用光电计时器测量重力加速度,实验装置如图所示。实验步骤如下:
①测量小钢球的直径D;
②让钢球吸附器通电吸附小钢球,用刻度尺测量小钢球球心到光电门的高度h;
③将断开钢球吸附器的开关,让小钢球由静止释放,记录小钢球通过光电门所用的时间t;
④改变光电门的位置,重复步骤②和③,记录多组关于h、t的数据。
请回答下列问题:
(1)根据步骤①②③可知,小钢球通过光电门时的速度为______(结果用题中所给的字母表示);
(2)以h为纵坐标,以为横坐标,根据实验测得的数据在坐标纸上描点,拟合图线,得到的图像最合理的是______;
A. B.
C. D.
(3)根据上述最合理的图像计算出图线的斜率k,则重力加速度的表达式为______;
(4)一小组成员经过分析发现,由于小钢球的直径不是足够小,利用光电门求得的速度实际上不是小钢球通过光电门的平均速度,分析可知,用上述实验方法得到的重力加速度值小于真实值,这种误差属于______(选填“系统”或“偶然”)误差。
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13. 一辆汽车以v0=36km/h的速度在水平直线路面上匀速运动,某一时刻开始刹车,不考虑司机的反应时间,刹车后经2s速度变为18km/h,求:
(1)刹车时的加速度及刹车时间;
(2)刹车后前进15m所用的时间;
(3)刹车后5s内前进的距离。
14. 如图所示,P、Q两球通过两根长度均为l的不可伸长的细线悬挂(小球的直径远小于细线的长度)。整个装置处于风洞实验室中,风对两个球产生大小相等、方向水平向右的恒定风力。系统静止时,两根细线偏离竖直方向的角度分别为30°和60°,已知Q小球的质量为m,重力加速度为g,不计风对细线的作用力和细线的重力。
(1)求Q球所受风力的大小;
(2)P球质量。
15. 如图甲所示,质量为木板静止在光滑水平面上,质量为的物块以初速度滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数,在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到的关系如图乙所示,其中AB与横轴平行,且AB段的纵坐标为。将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)分析可知,恒力F较小时,则物块会从木板的右端滑下,求木板的长度(不用写出具体计算过程,根据图像分析即可)。
(2)当恒力时,物块在木板上运动的时间多长?物块从木板上滑离时的速度有多大?
(3)图乙中BC、DE均为直线段,求这两段恒力F的取值范围及函数关系式。
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株洲市二中2023年下学期高一年级期末考试试卷
物理试题
时量:75min 分值:100分
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1. 下列物理学习或研究过程中用到“等效替代”思想方法的是( )
A. 探究加速度与力、质量的关系 B. 研究桌面弹力时,将“微小形变”可视化
C. 建立“合力与分力”的概念 D. 建立“瞬时速度”的概念
【答案】C
【解析】
【详解】A.研究加速度与合力、质量的关系,采用控制变量法,不是等效替代,故A错误;
B.将“微小形变”可视化,使用了放大的思想方法,故B错误;
C.建立“合力和分力”的概念,采用等效替代的思想,故C正确;
D.建立“瞬时速度”的概念,采用极值法,不是等效替代,故D错误。
故选C。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 飞机投弹时,如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹,恰好能击中目标
B. 地球由西向东自转,你向上跳起来以后,还会落在原地,而不落到原地的西边
C. 我国道路交通安全法规定,在各种小型车辆里乘坐的人必须系好安全带,是为了减小惯性
D. 向上抛出的物体,在空中向上运动时,肯定受到了向上的作用力,否则它不可能向上运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.不能击中目标。因为炸弹被投下时,由于惯性,具有与飞机相同的水平速度,如果目标是静止的,炸弹就会落到目标的前方,故A错误;
B.因为当你跳起时,由于惯性,你仍有与地面相同的速度,所以还落在原地,而不会落在原地的西边,故B正确;
C.如果不系安全带,当紧急刹车或发生交通事故时,车因受到制动力或撞击而突然改变运动状态,而人因惯性仍然向原方向运动,人和车发生相对运动,会发生危险。系上安全带后,人虽然因惯性向前运动,但受安全带的约束,增加了安全系数,惯性只与物体的质量有关,不能减小,但可以减小惯性带来的危害,故C错误;
D.物体以一定速度向上抛出,在空中向上运动,是由于物体具有惯性而继续向上运动,不是因为受到了向上的力的作用,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,在汽车车厢中悬挂一小球,实验表明,当汽车做匀变速直线运动时,悬线将与竖直方向成某一稳定角度。若在车厢底板上还有一个照其相对静止的物体,则关于汽车的运动情况和物体的受力情况正确的是( )
A. 汽车一定向右做匀加速运动
B. 汽车一定向左做匀加速运动
C. 只受到重力和底板的支持力作用
D. 除受到重力、底板的支持力作用外,还受到水平向右的摩擦力的作用
【答案】D
【解析】
【详解】AB.对小球受力分析可知
得
方向向右,汽车的加速度和小球加速度相同,汽车可能向右做加速运动或向左做减速运动,故AB错误;
CD.所受合力方向应向右。除受到重力、底板的支持力作用外,还一定受到向右的摩擦力作用,故C错误,D正确;
故选D。
4. “套圈圈”是小孩喜爱的一种游戏,游戏规则是:游戏者站在界线外从手中水平抛出一个圆形圈圈,落下后套中前方的物体,所套即所得。如图所示,小孩保持直立并抛出圈圈套取了前方一物体,若小孩还想套取后方的另一物体,忽略圆形圈圈运动过程中受到的空气阻力,则以下方法一定不可行的是( )
A. 小孩退后一步保持直立,以较小的速度抛出圈圈
B. 小孩站在同样的位置并踮起脚尖,以较大的速度抛出圈圈
C. 小孩站在同样的位置并踮起脚尖,以较小的速度抛出圈圈
D. 小孩站在同样的位置保持直立,以较大的速度抛出圈圈
【答案】A
【解析】
【详解】圈圈做平抛运动,竖直方向为自由落体运动,由
可知做平抛运动的圈圈飞行时间由高度决定,水平方向为匀速直线运动,水平位移为
A.小孩退后一步,以更小的速度抛出圈圈,相当于把平抛运动的运动轨迹向后平移,落点会更近,故A错误;
BC.小孩踮起脚尖抛出圈圈,圈圈在空中飞行时间更长,以相同的速度或者更小的速度抛出都有可能抛出更远,故BC正确;
D.小孩踮起保持直立抛出圈圈,圈圈在空中飞行时间不变,水平速度更大,可以飞行的更远,故D正确。
本题选择错误选项;
故选A。
5. 甲、乙两车在平直路面上运动的图像如图所示,其中x表示两车的位移,t表示两车的运动时间,则下列说法正确的是( )
A. 甲车运动的初速度大小为3m/s
B. 阴影部分的面积表示甲车在2~3s内通过的位移
C. 甲车运动的加速度大小为
D. 时两车速度大小相同
【答案】A
【解析】
【详解】AC.由匀变速直线运动公式
变形得
结合图像可知乙车做匀速直线运动,速度为;甲车做匀减速直线运动,初速度,斜率
故
故A正确;C错误;
B.图像上任一点纵坐标与横坐标的乘积表示位移,图像与横轴所围面积没有意义,不表示车的位移。故B错误;
D.图像中的交点表示此刻两车平均速度相同,瞬时速度不相同。故D错误。
故选A。
6. 如图甲为应用于地铁站的安全检查仪,用于对旅客的行李进行安全检查。其传送装置可简化为如图乙的模型,紧绷的传送带以的恒定速率运行。旅客把行李无初速度地放在A处,设行李与传送带之间的动摩擦因数,A,B间的距离为2m,g取。假设无论传送带速度多大,乘客把行李放到传送带的同时,都以与传送带相同的恒定速率运动到B处取行李,则( )
A. 乘客与行李同时到达B处
B. 乘客提前0.2s到达B处
C. 若将传送带的速率增至,行李将比乘客提前到达B处
D. 若将传送带的速率增至,乘客与行李到达B处的时间差将增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.行李在传送带上相对滑动时,对行李,由牛顿第二定律得
行李在传送带上加速到与传送带速度相等需要的时间
行李加速运动的位移
行李匀速运动到B端需要的时间
行李到达B端需要的时间
乘客到达B端的时间
乘客比行李提前到达B处的时间
故AB错误;
CD.传送带速度增至时,行李在传送带上加速到与传送带速度相等需要的时间
行李加速运动的位移
行李匀速运动到B端需要的时间
行李到达B端需要的时间
乘客到达B端的时间
乘客比行李提前到达B处的时间
传送带的速率增至2m/s时,乘客比行李提前到达B处,乘客与行李到达B处的时间差将增大,故C错误,D正确。
故选D。
二、多选题:本大题共4小题,共20分。
7. 下列说法中正确的有( )
A. 一个物体速度为零时加速度也一定为零
B. 一个物体具有东的加速度,而其速度却向西
C. 两物体比较,一个物体的速度变化量比较大,其加速度一定大
D. 一物体做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段小,但速度却比前一阶段大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.一个物体速度为零时加速度不一定为零,例如自由落体运动的物体初速度为零,加速度不为零,故A错误;
B.一个物体具有东的加速度,而其速度却向西,此时加速度与速度方向相反,物体做减速运动,故B正确;
C.根据加速度的定义式有
可知,两物体比较,一个物体的速度变化量比较大,若经历时间也比较大时,其加速度可能比较小,故C错误;
D.一物体做直线运动,后一阶段的加速度比前一阶段小,当其加速度方向与速度方向始终相同时,物体做加速运动,此时后一阶段的速度比前一阶段大,故D正确。
故选BD 。
8. 物体质量为3kg,放在光滑水平面上,同时受到大小为3N、4N和5N的三个水平力作用,物体的加速度可能为( )
A. 0 B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【详解】三个力的大小分别为3N、4N和5N,由于
4N-3N=1N<5N<4N+3N=7N
可知,三个力的合力范围为
根据牛顿第二定律有
解得物体的加速度范围为
可知,物体的加速度可能为0,。
故选AB。
9. 子弹垂直射入叠在一起的相同木板,穿过第20块木板后的速度变为0。可以把子弹视为质点,已知子弹在木板中运动的总时间是t,认为子弹在各块木板中运动的加速度都相同,且木板相对于地面始终保持静止,则( )
A. 子弹穿过第1块木板所用的时间是
B. 子弹穿过前三块木板所用时间之比为
C. 子弹穿过前15块木板所用的时间是
D. 子弹穿过第15块木板所用的时间
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.子弹做匀减速运动穿过第20块木板后速度变为0,运用逆向思维法,子弹反向做初速度为零的匀加速直线运动,设每块木板的厚度为s,则有
当时,有
所以有
穿过第1块木板后有
所以有
因此子弹穿过第1块木板所用的时间为
同理子弹穿过第2块木板所用的时间为
子弹穿过第3块木板所用的时间为
穿过前三块木板的时间之比为::,故AB错误;
C.穿过前15块木板,即有
所以有
因此子弹穿过前15块木板所用的时间;故C正确。
D.穿过第15块木板前时有
所以
穿过第15块木板的时间
解得
故D正确。
故选CD。
10. 如图所示,三物块用细线通过轻质光滑定滑轮与地面连接,物块A的质量为,物块B、C的质量都是。物块B与物块C的距离和物块C到地面的距离都是。A距滑轮足够远且不计一切阻力,。现将物块A下方的细线剪断,不考虑物块B、C和地面接触后的反弹问题,则( )
A. 剪断细线前,物块A下方细线对物块A下的拉力大小为1N
B. 剪断A下下方细线瞬间,物块A、B、C加速度大小均为
C. 剪断A下下方细线瞬间,物块A下有向上的加速度,是失重现象
D. 剪断A下下方细线瞬间,物块B、C间细线拉力大小2.5N
【答案】AB
【解析】
【详解】A.剪断前,对A分析可知,其上方的拉力大小等于BC的重力大小之和为5N,A的重力大小为4N,故A下方细线的拉力大小为1N,故A正确;
B.剪断后,A下方细线上的拉力消失,对ABC组成的系统受力分析,根据牛顿第二定律得
解得
故B正确;
C.剪断细线后,BC向下加速,失重现象,A向上加速,是超重现象,故C错误;
D.以C为对象,根据牛顿第二定律可得
解得BC间绳子拉力大小为
故D错误。
故选AB。
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 如图1,使用滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度。实验过程如下:在斜面上铺上白纸,用图钉固定:把滴水计时器固定在小车的末端,在小车上固定一平衡物;调节滴水计时器的滴水速度,使其每0.2s滴一滴;在斜面顶端放置一浅盘,把小车放在斜面顶端,把调好的滴水计时器盛满水,使水滴能滴入浅盘内;随即在撤去浅盘的同时放开小车,于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹。将第一个点迹记为0,之后的点迹依次记为1、2、3…,测出之后每个点迹到第一个点迹0的距离如图2所示,图中数据的单位是cm。
(1)在计数点1所代表的时刻,纸带运动的瞬时速度为______m/s,在计数点3所代表的时刻,纸带运动的瞬时速度为______m/s(本小题计算结果均保留两位有效数字);
(2)小车加速度大小为______(计算结果保留两位有效数字);
(3)该同学在测量的时候没有将计数点5的数值记录下来,根据前面的数值可推算出计数点5到0点的距离为______cm。
【答案】(1) ①. 0.089 ②. 0.16
(2)0.19 (3)14.50
【解析】
【小问1详解】
[1]滴水计时器打下计数点1时的瞬时速度
[2]滴水计时器打下计数点3时的瞬时速度
小问2详解】
因为,可知
依据
解得
【小问3详解】
依题意,可得
所以计数点5到0点的距离为
12. 某实验小组用光电计时器测量重力加速度,实验装置如图所示。实验步骤如下:
①测量小钢球的直径D;
②让钢球吸附器通电吸附小钢球,用刻度尺测量小钢球球心到光电门的高度h;
③将断开钢球吸附器的开关,让小钢球由静止释放,记录小钢球通过光电门所用的时间t;
④改变光电门位置,重复步骤②和③,记录多组关于h、t的数据。
请回答下列问题:
(1)根据步骤①②③可知,小钢球通过光电门时的速度为______(结果用题中所给的字母表示);
(2)以h为纵坐标,以为横坐标,根据实验测得的数据在坐标纸上描点,拟合图线,得到的图像最合理的是______;
A. B.
C. D.
(3)根据上述最合理的图像计算出图线的斜率k,则重力加速度的表达式为______;
(4)一小组成员经过分析发现,由于小钢球的直径不是足够小,利用光电门求得的速度实际上不是小钢球通过光电门的平均速度,分析可知,用上述实验方法得到的重力加速度值小于真实值,这种误差属于______(选填“系统”或“偶然”)误差。
【答案】(1) (2)D
(3)
(4)系统
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,小钢球通过光电门时的速度为
【小问2详解】
根据自由落体可得小球到达光电门时的速度
又有
整理可得
可知,的图像为过原点的直线。
故选D。
【小问3详解】
结合图像可得
解得
【小问4详解】
由于小钢球的直径不是足够小,求出的通过光电门速度小球经过光电门时间中点的速度,我们期待测量的是小球球心过光电门是的速度,即位移中点的瞬时速度,求出的通过光电门速度偏小,由可知,得到的重力加速度值偏小,即理论值小于真实值。这种由于实验设计而产生的误差即为系统误差。
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13. 一辆汽车以v0=36km/h的速度在水平直线路面上匀速运动,某一时刻开始刹车,不考虑司机的反应时间,刹车后经2s速度变为18km/h,求:
(1)刹车时的加速度及刹车时间;
(2)刹车后前进15m所用的时间;
(3)刹车后5s内前进的距离。
【答案】(1)2.5m/s2,方向与初速度方向相同,4s
(2)2s (3)20m
【解析】
【小问1详解】
由加速度定义式得
故汽车的加速度大小为2.5m/s2,方向与初速度v0方向相反;
汽车停车所需时间为
【小问2详解】
根据位移时间关系
代入数据解得
,(舍去)
所以刹车后前进15m所用的时间为2s;
【小问3详解】
由上知4s时汽车已经停止运动,故刹车后5秒内前进的距离等于刹车后4秒内前进的距离,所以
14. 如图所示,P、Q两球通过两根长度均为l的不可伸长的细线悬挂(小球的直径远小于细线的长度)。整个装置处于风洞实验室中,风对两个球产生大小相等、方向水平向右的恒定风力。系统静止时,两根细线偏离竖直方向的角度分别为30°和60°,已知Q小球的质量为m,重力加速度为g,不计风对细线的作用力和细线的重力。
(1)求Q球所受风力的大小;
(2)P球的质量。
【答案】(1)
(2)5m
【解析】
【小问1详解】
对Q受力分析,如图所示
根据几何关系可得
【小问2详解】
对PQ整体受力分析,如图所示
根据几何关系可得
解得
15. 如图甲所示,质量为的木板静止在光滑水平面上,质量为的物块以初速度滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数,在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到的关系如图乙所示,其中AB与横轴平行,且AB段的纵坐标为。将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度。
(1)分析可知,恒力F较小时,则物块会从木板的右端滑下,求木板的长度(不用写出具体计算过程,根据图像分析即可)。
(2)当恒力时,物块在木板上运动的时间多长?物块从木板上滑离时的速度有多大?
(3)图乙中BC、DE均为直线段,求这两段恒力F的取值范围及函数关系式。
【答案】(1)1m (2),
(3)见解析
【解析】
【小问1详解】
在AB段,拉力F较小,物体在木板上相对于木板滑动的路程保持不变,说明物块会从板右侧滑离木板,则有
【小问2详解】
以初速度为正方向,物块的加速度大小为
对木板由牛顿第二定律得
解得木板的加速度大小为
由(1)知板长;滑块相对木板的路程为
联立解得
或
当时,滑块的速度为2m/s,木板的速度为4m/s,而当物块从木板右端滑离时,滑块的速度不可能小于木板的速度,应舍弃,故所求时间为。物块滑离木板时有
解得物块从木板上滑离时的速度大小为
【小问3详解】
当F较小时,物块将从木板右端滑下,当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端,且两者具有共同速度v,历时,由牛顿第二定律得
由速度关系得
由位移关系得
联立解得
由图乙知,相对路程,代入解得
即当时,物块刚好不会从长木板右端滑下,对应点B的坐标为(,)。
当F继续增大时,物块减速、木板加速,两者在木板上某一位置具有共同速度:当两者共速后能保持相对静止(静摩擦力作用)一起以相同加速度a做匀加速运动,由牛顿第二定律得
,
由于静摩擦力存在最大值,所以
联立解得
则BC段函数关系式是
()
②当时,对应乙中的DE段,当两都速度相等后,物块相对于木板向左滑动,木板上相对于木板滑动的路程为
当两者具有共同速度v,历时t,根据速度时间关系可得
根据位移关系得
联立解得,DE段函数关系式
()
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