内容正文:
山东省第一次备考监测联考
物理
本试卷满分100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第一册,必修第二册第五章至第六章。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 2024年8月4日,在巴黎奥运会游泳项目男子混合泳接力决赛中,中国队以3分27秒46的成绩夺得金牌,已知游泳项目男子混合泳接力赛的赛道长度为50m。下列说法正确的是( )
A. 在裁定运动员的泳姿是否合规时,可将运动员视为质点
B. 比赛时以静坐在观众席的观众为参考系,运动员是运动的
C. “3分27秒46”指的是时刻
D. 参加接力赛的每位运动员的位移大小均为100m
2. 下列描述的运动情景不可能出现的是( )
A. 质点的速度为0,加速度不为0 B. 质点的加速度逐渐减小,速度逐渐增大
C. 质点受到合力为0,加速度不为0 D. 质点的速度变化量很大,但加速度很小
3. 牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”,下列关于力的说法正确的是( )
A. 因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B. 摩擦力的大小一定与压力的大小成正比
C. 静置在水平地面的物体受到的重力和物体对地面的压力是一对相互作用力
D. 一对作用力和反作用力一定是同一种类的力
4. 质点做自由落体运动,落地前1s内运动的位移大小为15m,取重力加速度大小,则质点下落的高度为( )
A. 20m B. 25m C. 30m D. 35m
5. 某无人机从静止开始沿竖直方向飞行,其加速度随时间变化图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 无人机在第1s末速度方向发生改变
B. 无人机在第2s末离出发点5m
C. 无人机在第3s末的速度大小为
D. 无人机在第4s末回到出发位置
6. 如图所示,静置在水平地面上物块甲、乙用细线连接,水平向右、大小为14N的拉力F作用在物块甲上,使物块甲、乙一起向右运动。已知物块甲、乙的质量分别为1kg、2kg,物块甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为0.4、0.2,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 物块甲的加速度大小为 B. 物块乙的加速度大小为
C. 细线上的弹力大小为 D. 细线上的弹力大小为
7. 活检针可用于活体组织取样,如图所示。取样时,活检针被瞬间弹出后仅受阻力。活检针在软组织中运动距离后进入目标组织,继续运动后停下来。若活检针刚被弹出时的速度大小为,在软组织中运动的时间为,两段运动中活检针受到的阻力均视为恒力,则活检针在目标组织中运动的时间为( )
A. B. C. D.
8. 如图甲所示,轻杆的一端固定一小球(可视为质点),另一端套在光滑的水平轴O上,水平轴的正上方有一速度传感器(图中未画出),可以测量小球通过最高点时的速度大小v,水平轴O处有一力传感器(图中未画出),可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力F,若取竖直向下为F的正方向,在最低点时给小球不同的初速度,得到的(v为小球在最高点时的速度)图像如图乙所示,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 小球的质量为10kg
B. 轻杆的长度为1.8m
C. 若小球通过最高点时速度大小为,则轻杆对小球的作用力大小为6.4N
D. 若小球通过最高点时的速度大小为,则小球受到的合力为0
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 质点甲做平抛运动,质点乙做匀速圆周运动,质点甲的水平初速度大小与质点乙的线速度大小相等,下列说法正确的是( )
A. 相等时间内质点甲的路程大于质点乙的路程
B. 相等时间内质点甲的路程等于质点乙的路程
C. 质点甲在相等时间内速度变化量一定相等
D. 质点乙在相等时间内的速度变化量一定相同
10. 在某次救援演习中,一冲锋舟匀速横渡一条两岸平直、水流速度不变的河流,当冲锋舟船头垂直河岸航行时,恰能到达正对岸下游处。若冲锋舟船头保持与河岸成角(锐角)向上游航行时,则恰能到达正对岸。渡河时冲锋舟在静水中的速度大小不变。下列说法正确的是( )
A. 河的宽度为
B. 冲锋舟船头垂直河岸航行时,渡河过程的位移大小为
C. 冲锋舟在静水中的速度与水的流速之比为
D. 冲锋舟在静水中的速度与水的流速之比为
11. 如图所示,一物块从足够长、倾角为37°的固定斜面上的A点以的初速度沿斜面向下运动,光滑小球从B点以的初速度沿斜面向上运动。物块、小球均可视为质点,物块与斜面间的动摩擦因数,,,取重力加速度大小,物块和小球在相距较近但彼此平行的直线上运动。下列说法正确的是( )
A. 小球沿斜面上滑的最大距离为6m
B. 物块在斜面上运动的加速度大小为
C. 若A、B两点间的距离为9m,则物块与小球恰好相遇一次
D. 若A、B两点间的距离为7.5m,则物块与小球会相遇两次
12. 如图所示,上表面光滑的半圆柱体固定于水平地面上,小球A、小球B用轻质细线绕过光滑定滑轮O(处于半圆柱体圆心的正上方)相连,小球及滑轮体积可忽略,小球A置于半圆柱体表面,小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上。两球及半圆柱体均静止时,滑轮O、小球A间细线与竖直方向的夹角为37°,该段细线长度恰好与半圆柱体半圆截面的半径相等,滑轮O、小球B间细线与竖直方向的夹角为60°,已知小球A的质量为0.8kg,取重力加速度大小,,,下列说法正确的是( )
A. 细线上的拉力大小为5N
B. 小球B的质量为0.5kg
C. 剪断细线瞬间,小球B的加速度大小为
D. 剪断细线瞬间,小球A的加速度大小为
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某物理兴趣小组用图示器材探究两个互成角度的力的合成规律。在水平圆形桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中滑轮固定在桌子边,滑轮可沿桌边移动。在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,并使结点(不与桌面接触)静止。
(1)实验中,结点_____________(填“必须”或“不必”)与桌面的圆心重合;若一根绳挂的钩码质量为3m,另一根绳挂的钩码质量为4m,则第三根绳挂的钩码质量一定不大于___________。
(2)若滑轮下所挂的钩码质量为5m、滑轮下所挂的钩码质量分别为3m、4m,则结点静止时,之间轻绳的夹角___________(填“一定”或“不一定”)为,实验中若桌面不水平,实验的结论___________(填“受”或“不受”)影响。
14. 某同学利用如图甲所示的装置来测量弹射器弹出弹丸的速度,选用的器材为贴有白纸的屏、刻度尺、复写纸、支架等。实验时先用支架将弹射器固定好,接着弹射器向离管口一定距离的竖直屏发射弹丸,弹丸通过碰撞复写纸在白纸上留下落点位置。将竖直屏向远离弹射器的方向移动,每次移动的距离均为0.4m,通过几次重复实验(每次发射前弹簧的压缩量均相同),挑选了一张有3个连续落点痕迹的白纸,部分测量数据如图乙所示。取重力加速度大小。
(1)固定弹射器时确保弹射器水平是为了确保______。
(2)根据测量的数据可知,弹丸从A点所在高度运动到B点所在高度的时间______s,弹丸的水平初速度大小______,弹丸运动到B点前瞬间的速度大小______.
15. 如图所示,方向与竖直方向的夹角为、大小为25N的力F作用在一质量的长方体物块乙上,质量的长方体物块甲被夹在长方体物块乙与竖直墙壁间,物块乙恰好不上滑,物块甲恰好不下滑。各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力取重力加速度大小,,.求:(计算结果均可保留分数)
(1)物块甲、乙间的动摩擦因数;
(2)物块甲与竖直墙壁间的动摩擦因数。
16. 跳台滑雪是以滑雪板为工具,在专设的跳台上运动的一种雪上竞技项目。如图所示,一位运动员从点以大小的速度沿水平方向跃出,最后落在斜面上的点。已知斜面的倾角,不计空气阻力,取重力加速度大小,。求:
(1)运动员在空中运动的时间;
(2)运动员离斜面最远的距离。
17. 如图所示,圆心为O、半径的光滑圆环静置在竖直平面内。穿过圆环最高点处光滑小孔的弹性轻绳一端固定在水平天花板上的A点,另一端连接着可视为质点的小球。小球静止在圆环上的B点时,连接小球到小孔段的轻绳与竖直方向的夹角为(大小未知)。已知A点到小孔的距离等于轻绳的原长,轻绳满足胡克定律且始终在弹性限度内,为圆环的最低点,小球的质量,取重力加速度大小。
(1)求轻绳的劲度系数k;
(2)若圆环以为轴做匀速圆周运动,小球仍静止在圆环上的B点且对圆环的作用力为0,求小球的角速度大小。
(3)在第(2)问条件下,求轻绳与竖直方向的夹角。
18. 如图所示,木板C静置于水平地面上,可视为质点的物块A、B放置在木板C上,物块A到木板C右边缘的距离,物块B到木板C左边缘的距离。已知物块A、物块B、木板C的质量分别为,,,物块A与木板C间、物块B与木板C间、木板C与地面间的动摩擦因数分别为、、,各接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小。现对物块A施加一方向水平向右、大小的拉力,直至物块A滑离木板C,物块A滑离木板C后立即取走物块A。求:
(1)物块A在木板C上运动时物块A的加速度大小和木板C的加速度大小;
(2)物块A滑离木板C时物块B的速度大小;
(3)物块B最终静止的位置到木板C左边缘的距离d。
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山东省第一次备考监测联考
物理
本试卷满分100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版必修第一册,必修第二册第五章至第六章。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 2024年8月4日,在巴黎奥运会游泳项目男子混合泳接力决赛中,中国队以3分27秒46的成绩夺得金牌,已知游泳项目男子混合泳接力赛的赛道长度为50m。下列说法正确的是( )
A. 在裁定运动员的泳姿是否合规时,可将运动员视为质点
B. 比赛时以静坐在观众席的观众为参考系,运动员是运动的
C. “3分27秒46”指的是时刻
D. 参加接力赛的每位运动员的位移大小均为100m
【答案】B
【解析】
【详解】A.在裁定运动员的泳姿是否合规时,不可将运动员视为质点,故A错误;
B.比赛时以静坐在观众席的观众为参考系,运动员是运动的,故B正确;
C.“3分27秒46”指的是时间间隔,故C错误;
D.赛道长度为50m,参加接力赛的每位运动员的位移大小均为0,故D错误。
故选B。
2. 下列描述的运动情景不可能出现的是( )
A. 质点的速度为0,加速度不为0 B. 质点的加速度逐渐减小,速度逐渐增大
C. 质点受到的合力为0,加速度不为0 D. 质点的速度变化量很大,但加速度很小
【答案】C
【解析】
【详解】A.加速度描述的是速度变化的快慢,加速度与速度无关。质点的速度为0,加速度不一定为0,故A可能;
B.当速度方向与加速度方向相同时,即使质点的加速度逐渐减小,其速度也会逐渐增大,故B可能;
C.根据牛顿第二定律
可知,质点受到的合力为0时,其加速度一定为0,故C不可能;
D.加速度与速度变化量无关,当加速度很小时,质点的速度变化量可以很大,因为所用时间可以很长,故D可能。
本题选不可能的,故选C。
3. 牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”,下列关于力的说法正确的是( )
A. 因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体
B. 摩擦力的大小一定与压力的大小成正比
C. 静置在水平地面的物体受到的重力和物体对地面的压力是一对相互作用力
D. 一对作用力和反作用力一定是同一种类的力
【答案】D
【解析】
【详解】A.重力的施力物体是地球,故A错误;
B.滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比,静摩擦力的大小不一定与压力的大小成正比,故B错误;
C.静置在水平地面的物体受地面的支持力和物体对地面的压力是一对相互作用力,故C错误;
D.根据牛顿第三定律可知,一对作用力和反作用力一定是同一种类的力,故D正确。
故选D。
4. 质点做自由落体运动,落地前1s内运动的位移大小为15m,取重力加速度大小,则质点下落的高度为( )
A. 20m B. 25m C. 30m D. 35m
【答案】A
【解析】
【详解】设质点在空中运动的位移为h,时间为t,则有
,
联立解得
,
故选A。
5. 某无人机从静止开始沿竖直方向飞行,其加速度随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 无人机在第1s末速度方向发生改变
B. 无人机在第2s末离出发点5m
C. 无人机在第3s末的速度大小为
D. 无人机在第4s末回到出发位置
【答案】D
【解析】
【详解】A.图像中图线与时间轴所围的面积对应速度变化量,由此可知无人机在第1s末加速度方向改变但速度方向未发生改变,故A错误;
BCD.根据题中图像绘制出无人机运动的图像可知,无人机在第1s末的速度大小
在第2s末速度为0,在第3s末的速度大小为,无人机在0∼2s内先做加速度逐渐减小的加速运动后做加速度逐渐增大的减速运动,因此无人机在0∼2s内的位移大于
无人机在0∼4s内的位移为0,因此无人机在第4s末回到出发位置,故BC错误,D正确。
故选D。
6. 如图所示,静置在水平地面上的物块甲、乙用细线连接,水平向右、大小为14N的拉力F作用在物块甲上,使物块甲、乙一起向右运动。已知物块甲、乙的质量分别为1kg、2kg,物块甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为0.4、0.2,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 物块甲的加速度大小为 B. 物块乙的加速度大小为
C. 细线上的弹力大小为 D. 细线上的弹力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】AB.对物块甲、乙构成的整体受力分析,有
解得
故A错误,B正确;
CD.对物块乙受力分析有
解得
故CD错误。
故选B。
7. 活检针可用于活体组织取样,如图所示。取样时,活检针被瞬间弹出后仅受阻力。活检针在软组织中运动距离后进入目标组织,继续运动后停下来。若活检针刚被弹出时的速度大小为,在软组织中运动的时间为,两段运动中活检针受到的阻力均视为恒力,则活检针在目标组织中运动的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由
,
解得
故选A。
8. 如图甲所示,轻杆的一端固定一小球(可视为质点),另一端套在光滑的水平轴O上,水平轴的正上方有一速度传感器(图中未画出),可以测量小球通过最高点时的速度大小v,水平轴O处有一力传感器(图中未画出),可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力F,若取竖直向下为F的正方向,在最低点时给小球不同的初速度,得到的(v为小球在最高点时的速度)图像如图乙所示,取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A. 小球的质量为10kg
B. 轻杆的长度为1.8m
C. 若小球通过最高点时的速度大小为,则轻杆对小球的作用力大小为6.4N
D. 若小球通过最高点时的速度大小为,则小球受到的合力为0
【答案】C
【解析】
【详解】AB.设杆的长度为L,水平轴受到的杆的作用力F与杆对小球的作用力大小相等、方向相反,因此对小球受力分析有
整理可得
对比题图乙可得
,
故AB错误;
C.当时,解得
则杆对小球作用力大小为6.4N,故C正确;
D.若小球通过最高点时的速度大小为,则小球受到的合力
故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 质点甲做平抛运动,质点乙做匀速圆周运动,质点甲的水平初速度大小与质点乙的线速度大小相等,下列说法正确的是( )
A. 相等时间内质点甲的路程大于质点乙的路程
B. 相等时间内质点甲的路程等于质点乙的路程
C. 质点甲在相等时间内的速度变化量一定相等
D. 质点乙在相等时间内的速度变化量一定相同
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.设质点甲的水平初速度与质点乙的线速度大小均为v,则时间t内质点乙运动的路程
质点甲水平方向上的位移大小
由于质点甲运动的轨迹为抛物线,有
因此相等时间内质点甲运动的路程大于质点乙运动的路程,故A正确,B错误;
C.质点甲做平抛运动,加速度恒定,因此质点甲在相等时间内的速度变化量一定相等,故C正确;
D.质点乙做匀速圆周运动,加速度大小恒定,在相等时间内的速度变化量大小相等,方向可能不同,故D错误。
故选AC。
10. 在某次救援演习中,一冲锋舟匀速横渡一条两岸平直、水流速度不变的河流,当冲锋舟船头垂直河岸航行时,恰能到达正对岸下游处。若冲锋舟船头保持与河岸成角(锐角)向上游航行时,则恰能到达正对岸。渡河时冲锋舟在静水中的速度大小不变。下列说法正确的是( )
A. 河的宽度为
B. 冲锋舟船头垂直河岸航行时,渡河过程的位移大小为
C. 冲锋舟在静水中的速度与水的流速之比为
D. 冲锋舟在静水中的速度与水的流速之比为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.冲锋舟船头保持与河岸成角(锐角)向上游航行时,则恰能到达正对岸,则
当冲锋舟船头垂直河岸航行时,恰能到达正对岸下游处,则
联立可得
故A正确;
B.冲锋舟船头垂直河岸航行时,渡河过程的位移大小
故B错误;
CD.根据以上分析
故C正确,D错误。
故选AC。
11. 如图所示,一物块从足够长、倾角为37°的固定斜面上的A点以的初速度沿斜面向下运动,光滑小球从B点以的初速度沿斜面向上运动。物块、小球均可视为质点,物块与斜面间的动摩擦因数,,,取重力加速度大小,物块和小球在相距较近但彼此平行的直线上运动。下列说法正确的是( )
A. 小球沿斜面上滑的最大距离为6m
B. 物块在斜面上运动的加速度大小为
C. 若A、B两点间的距离为9m,则物块与小球恰好相遇一次
D. 若A、B两点间的距离为7.5m,则物块与小球会相遇两次
【答案】BD
【解析】
【详解】A.对小球受力分析,有
解得
因此小球沿斜面上滑的最大距离
故A错误;
B.对物块受力分析,有
解得
故B正确;
C.取沿斜面向下为正方向,设A、B两点间的距离为时,物块与小球恰好只相遇一次,则有
解得
若A、B两点间的距离为9m,则物块与小球不会相遇,故C错误;
D.若A、B两点间的距离为7.5m.则物块与小球会相遇两次,故D正确。
故选BD。
12. 如图所示,上表面光滑的半圆柱体固定于水平地面上,小球A、小球B用轻质细线绕过光滑定滑轮O(处于半圆柱体圆心的正上方)相连,小球及滑轮体积可忽略,小球A置于半圆柱体表面,小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上。两球及半圆柱体均静止时,滑轮O、小球A间细线与竖直方向的夹角为37°,该段细线长度恰好与半圆柱体半圆截面的半径相等,滑轮O、小球B间细线与竖直方向的夹角为60°,已知小球A的质量为0.8kg,取重力加速度大小,,,下列说法正确的是( )
A. 细线上的拉力大小为5N
B. 小球B的质量为0.5kg
C. 剪断细线瞬间,小球B的加速度大小为
D. 剪断细线瞬间,小球A的加速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对小球A受力分析,有
解得
故A正确;
B.对小球B受力分析,有
解得
故B错误;
C.剪断细线瞬间,小球B受到的重力和弹簧弹力保持不变,这两个力的合力与剪断细线前细线上的拉力等大反向,因此小球B的加速度大小为,选项C错误;
D.剪断细线瞬间,小球A将沿半圆柱体的表面下滑,对小球A受力分析有
解得
故D正确。
故选AD。
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13. 某物理兴趣小组用图示器材探究两个互成角度的力的合成规律。在水平圆形桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中滑轮固定在桌子边,滑轮可沿桌边移动。在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,并使结点(不与桌面接触)静止。
(1)实验中,结点_____________(填“必须”或“不必”)与桌面的圆心重合;若一根绳挂的钩码质量为3m,另一根绳挂的钩码质量为4m,则第三根绳挂的钩码质量一定不大于___________。
(2)若滑轮下所挂的钩码质量为5m、滑轮下所挂的钩码质量分别为3m、4m,则结点静止时,之间轻绳的夹角___________(填“一定”或“不一定”)为,实验中若桌面不水平,实验的结论___________(填“受”或“不受”)影响。
【答案】(1) ①. 不必 ②. 7m
(2) ①. 一定 ②. 不受
【解析】
【小问1详解】
[1]实验只要保证三力平衡即可,结点不必与桌面的圆心重合;
[2]若一根绳挂的质量为3m,另一根绳挂的质量为4m,则两绳子的拉力分别为:3mg、4mg,两绳子拉力的合力F的范围是:
|4mg−3mg|⩽F⩽4mg+3mg
三力的合力为零,则第三根绳挂的质量一定不大于7m;
【小问2详解】
[1]三力的合力为零,则三力必然为首位相连的矢量三角形,根据勾股定理,三根绳的拉力刚好构成首位相连的直角三角形,则OP2和OP3之间轻绳的夹角一定为90°;
[2]桌面不水平只要保证能使结点平衡即可,所以桌面不水平也不会影响实验的结论。
14. 某同学利用如图甲所示的装置来测量弹射器弹出弹丸的速度,选用的器材为贴有白纸的屏、刻度尺、复写纸、支架等。实验时先用支架将弹射器固定好,接着弹射器向离管口一定距离的竖直屏发射弹丸,弹丸通过碰撞复写纸在白纸上留下落点位置。将竖直屏向远离弹射器的方向移动,每次移动的距离均为0.4m,通过几次重复实验(每次发射前弹簧的压缩量均相同),挑选了一张有3个连续落点痕迹的白纸,部分测量数据如图乙所示。取重力加速度大小。
(1)固定弹射器时确保弹射器水平是为了确保______。
(2)根据测量的数据可知,弹丸从A点所在高度运动到B点所在高度的时间______s,弹丸的水平初速度大小______,弹丸运动到B点前瞬间的速度大小______.
【答案】(1)弹丸弹离弹射器后做平抛运动(其他说法合理即可)
(2) ①. 0.1 ②. 4 ③. 5
【解析】
【小问1详解】
固定弹射器时确保弹射器水平是为了确保弹丸弹离弹射器后做平抛运动。
【小问2详解】
[1] 根据平抛运动规律有
解得
[2] 弹丸的水平初速度大小
[3] 弹丸运动到B点前瞬间竖直方向的分速度大小
弹丸运动到B点前瞬间的速度大小
15. 如图所示,方向与竖直方向的夹角为、大小为25N的力F作用在一质量的长方体物块乙上,质量的长方体物块甲被夹在长方体物块乙与竖直墙壁间,物块乙恰好不上滑,物块甲恰好不下滑。各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力取重力加速度大小,,.求:(计算结果均可保留分数)
(1)物块甲、乙间的动摩擦因数;
(2)物块甲与竖直墙壁间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
对物块乙受力分析,水平方向上有
竖直方向上有
其中
解得
【小问2详解】
对物块甲、乙构成系统受力分析,水平方向上有
竖直方向上有
其中
解得
16. 跳台滑雪是以滑雪板为工具,在专设的跳台上运动的一种雪上竞技项目。如图所示,一位运动员从点以大小的速度沿水平方向跃出,最后落在斜面上的点。已知斜面的倾角,不计空气阻力,取重力加速度大小,。求:
(1)运动员在空中运动的时间;
(2)运动员离斜面最远的距离。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
将运动员的平抛运动沿垂直斜面向上方向与沿斜面向下方向分解,运动员离斜面最远时,垂直斜面向上方向的速度为零,有
解得
由对称性可知
解得
【小问2详解】
由运动学公式有
解得
17. 如图所示,圆心为O、半径的光滑圆环静置在竖直平面内。穿过圆环最高点处光滑小孔的弹性轻绳一端固定在水平天花板上的A点,另一端连接着可视为质点的小球。小球静止在圆环上的B点时,连接小球到小孔段的轻绳与竖直方向的夹角为(大小未知)。已知A点到小孔的距离等于轻绳的原长,轻绳满足胡克定律且始终在弹性限度内,为圆环的最低点,小球的质量,取重力加速度大小。
(1)求轻绳劲度系数k;
(2)若圆环以为轴做匀速圆周运动,小球仍静止在圆环上B点且对圆环的作用力为0,求小球的角速度大小。
(3)在第(2)问条件下,求轻绳与竖直方向的夹角。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球受到的重力、轻绳的弹力、圆环的支持力构成的矢量三角形与相似,则有
根据题图中几何关系可知
,
根据胡克定律有
联立解得轻绳的劲度系数为
【小问2详解】
对圆环受力分析,水平方向上有
其中
解得
【小问3详解】
对圆环受力分析,竖直方向上有
解得
即
18. 如图所示,木板C静置于水平地面上,可视为质点的物块A、B放置在木板C上,物块A到木板C右边缘的距离,物块B到木板C左边缘的距离。已知物块A、物块B、木板C的质量分别为,,,物块A与木板C间、物块B与木板C间、木板C与地面间的动摩擦因数分别为、、,各接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小。现对物块A施加一方向水平向右、大小的拉力,直至物块A滑离木板C,物块A滑离木板C后立即取走物块A。求:
(1)物块A在木板C上运动时物块A的加速度大小和木板C的加速度大小;
(2)物块A滑离木板C时物块B的速度大小;
(3)物块B最终静止的位置到木板C左边缘的距离d。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
结合题意分析可知物块A相对于木板C滑动,对物块A受力分析,有
解得
假设物块B与木板C相对静止,对物块B与木板C整体受力分析有
对物块B受力分析有
解得
假设不成立
物块B与木板C相对滑动,对木板C受力分析有
解得
【小问2详解】
对物块B受力分析,有
设物块A在木板C上运动的时间为,物块A滑离木板C时有
解得
物块A滑离木板C时物块B的速度大小
解得
【小问3详解】
物块A滑离木板C时木板C的速度大小
分析可知物块A滑离木板C后,物块B仍以加速度做匀加速直线运动、木板C做匀减速直线运动直至两者速度相等,之后物块B与木板C一起做匀减速直线运动,物块A滑离木板C后对木板C受力分析有
解得
设从物块A滑离木板C到物块B与木板C速度相等所用时间为,有
解得
物块B从开始运动到与木板C速度相等的过程中运动的位移大小
木板C从开始运动到与物块B速度相等的过程中运动的位移大小
物块B最终静止的位置到木板C左边缘的距离
解得
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