内容正文:
2024 年高一物理第一学期期中
诊断测试卷
考试时间:60 分钟 卷面满分:100 分
一、单选题(每题 3 分,共 24 分)
1. 用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示,下列说法正确的是( )
A. 研究甲图中猫在地板上行走的速度时,猫可视为质点
B. 研究乙图中水珠形状形成的原因时,旋转球可视为质点
C. 研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿可视为质点
D. 研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马可视为质点
2. 下列说法正确的是( )
A. 物体的重心是其各部分所受重力的等效作用点,所以重心一定在物体上
B. 根据速度定义式,当非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C. 伽利略用实验的方法,证实由静止开始的运动其距离与时间平方成正比,从而直接证实了自由落体速度与时间成正比
D. 亚里士多德提出“重的物体比轻的物体下落得快”,伽利略只用实验证明了该观点是错误的
3. 如图所示,木块沿竖直墙下落,木块的受力情况是( )
A. 只受重力
B. 受到重力和弹力
C. 受到重力、弹力和摩擦力
D. 受不受摩擦力取决于接触面是否光滑
4. 如图所示,有a、b两条图线,则下列说法正确的是( )
A. 若横坐标为时间t,纵坐标为位移x,则a做直线运动,b做曲线运动
B. 若横坐标为时间t,纵坐标为速度v,则a、b两物体运动方向相同
C. 若横坐标为时间t,纵坐标为速度v,则两图线的交点表示两物体相遇
D. 若物体在平面上运动,横坐标为水平位置x,纵坐标为竖直位置y,则a、b两物体均做直线运动
5. 一辆公共汽车进站后开始刹车,做匀减速直线运动,刹车后的第1s内和第2s内的位移大小依次为7m和5m,则刹车后5s内的位移是( )
A. 15m B. 16m C. 25m D. 20m
6. 钥匙从距离水面20m高的桥面自由落体竹筏前端在钥匙下落瞬间正好位于它的正下方。该竹筏以2m/s的速度匀速前进,若钥匙可以落入竹筏中,不考虑竹筏的宽度,则竹筏至少长( )
A. 2m B. 4m C. 6m D. 8m
7. 一天,某小区居民发现一个苹果从高空坠落,所幸未造成事故。物业通过调取一楼监控录像,分析发现苹果在落地前最后内下落的高度约为。已知每层楼高约为,若苹果做自由落体运动,g取,根据以上数据推算该苹果最可能来自哪个楼层( )
A. 6楼 B. 7楼 C. 8楼 D. 9楼
8. 一质点做直线运动的图,下列说法不正确的是( )
A. 整个过程中,18~20秒段和20~22秒段的加速度相同
B. 整个过程中,D点所表示的状态离出发点最远
C. 整个过程中,14~18秒段的加速度最大
D. 14~18秒段所表示的运动通过的路程是
二、多选题(每题 4 分,少选漏选 2 分,多选错选不得分,共 16 分)
9. 一汽车在公路上以的速度行驶,突然发现前方处有一障碍物,为使汽车不撞上障碍物,驾驶员立刻刹车,刹车的加速度大小为,则驾驶员允许的反应时间可以为( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,物体自O点由静止开始做匀加速直线运动,A、B、C、D为其运动轨迹上的四点,测得AB=2m,BC=3m,且物体通过AB、BC、CD所用的时间均为0.2s,则下列说法正确的是( )
A. 物体的加速度为20m/s2
B. CD=4m
C. 物体在B点时的速度为11.25m/s
D. OA之间的距离为1.125m
11. 2021“一带一路”年度汉字发布活动中,“互”字作为最能体现2021年“一带一路”精神内涵的汉字拔得头筹,成为年度汉字。如图为力学兴趣小组制作的“互”字形木制模型。模型分上下两部分,质量均为。用细线连接两部分。当细线都绷紧时,整个模型可以竖直静止在水平地面上。其中连接、两点的细线为,连接、两点的细线为,重力加速度为g。则( )
A. 细线对点的作用力向上
B. 细线的拉力等于细线的拉力
C. 细线的拉力大小等于
D. 整个模型对地面的压力大小为
12. 某同学绘制了一趟高铁的某段运动过程,但未告知是出站加速,还是进站刹车,已知该段运动为直线运动,通过图像分析可知( )
A. 该同学绘制的是高铁出站加速过程
B. 该列车前6s内位移为96m
C. 该趟列车的加速度为8m/s2
D. 该趟高铁的初速度为40m/s
三、填空题(13、14 题每空 2 分,15-17 题每空 3 分,共 26 分)
13. 位移、力、速度、温度、压强、电压、电流等物理量都可以用数字化信息技术进行测量。数字化信息系统主要包括__________、处理和___________三个部分,用该系统所做的实验称为数字化信息系统(Digital Information System,DIS)实验。
14. 如图所示,消防员沿竖直杆匀速向上爬时,手与杆间的弹力大小为N1,受到的摩擦力大小为f1;沿竖直杆匀速向下滑时,手与杆间的弹力大小为N2,受到的摩擦力大小为f2。则N1____N2,f1____f2。(均选填“>”“=”或“<”)
15. 甲、乙两车在同一平直公路上同向行驶,从时刻开始,甲、乙两车运动的x-t图像如图所示,其中甲车运动的图线为抛物线,图线与x轴的交点为其顶点,乙车运动的x-t图线为过原点的直线,两条图线相切于P点,其坐标为,已知。则在t1时刻,甲车的瞬时速度大小是______;t1到t2时间内甲车的平均速度大小为________。
16. A、B两辆列车在能见度很低的雾天里在同一轨道上同向行驶,A车在前,速度,B车在后,速度。当B车发现A车时就立刻刹车。已知B车在进行刹车测试时发现,若以的速度行驶时,刹车后至少要前进才能停下,假设B车刹车过程中加速度恒定。则B车刹车的最大加速度大小为____________;为保证两辆列车不相撞,则能见度至少要达到___________m。
17. “福建舰”上的舰载飞机采用最先进的电磁弹射系统,帮助飞机在更短的加速距离内起飞。若航母跑道长,飞机在航母上滑行的最大加速度为,起飞需要的最低速度为。那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为_____________;若没有弹射系统,在不改变舰载机及航母硬件设备的情况下,要使舰载机达到起飞时的最小速度,你认为可采用的办法是:________________。
四、实验题(每空 2 分共 12 分)
18. 小明同学在学习完“自由落体运动”的内容后,用手机拍摄物体自由下落的视频,利用逐帧播放功能截取图片,根据图中小球的位置来测量当地重力加速度,实验装置如图1所示。
(1)家中有不同材质的小球,其中最适合用作实验中下落物体的是______。
A.小塑料球 B.乒乓球 C.小钢球
(2)下列主要操作步骤的正确顺序是______。(填写各步骤前的序号)
①打开手机摄像功能,开始摄像
②捏住小球,从刻度尺旁静止释放
③手机固定在三脚架上,调整好手机镜头的位置
④把刻度尺竖直固定在墙上
(3)停止摄像,利用视频逐帧播放,从中截取三帧连续的图片,图片中的小球和刻度如图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为,刻度尺的分度值是1mm。由此测得:第2幅图片中小球的下落速度为______m/s,重力加速度为______(结果均保留两位有效数字)。
(4)在实验中,测出的重力加速度比当地实际重力加速度______。(填“相等”“偏大”或“偏小”),可能的原因是_______。
五、解答题(19 题 12 分,20 题 10 分,共 22 分)
19. 北京时间2022年6月5日搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,火箭由静止发射竖直升空时最初以的加速度做匀加速运动,第末从火箭表面掉下一可视为质点的碎片,忽略空气阻力,取,求:
(1)碎片最高可上升到的高度;
(2)碎片从运载火箭上掉出之后到落回地面的时间及落地时的速度大小。
20. 小明同学在质量为的杯子里(杯的把手可视为光滑)加的水,放在水平桌面上。将一根劲度系数为的橡皮筋绕过把手,两手同时沿同一水平面拉橡皮筋的两端,直到把杯子拉动并做匀速直线运动,测得此时两橡皮筋成角,伸长量为,且未超过弹性限度。重力加速度取,问:
(1)橡皮筋对杯子的作用力为多大;
(2)杯子与桌面间的动摩擦因数为多少?
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2024 年高一物理第一学期期中
诊断测试卷
考试时间:60 分钟 卷面满分:100 分
一、单选题(每题 3 分,共 24 分)
1. 用高速摄影机拍摄的四张照片如图所示,下列说法正确的是( )
A. 研究甲图中猫在地板上行走的速度时,猫可视为质点
B. 研究乙图中水珠形状形成的原因时,旋转球可视为质点
C. 研究丙图中飞翔鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿可视为质点
D. 研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马可视为质点
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.研究甲图中猫在地板上行走的速度时,猫的大小可忽略不计,可将猫看作质点,选项A正确;
B.研究乙图中水珠形状形成的原因时,旋转球的大小和形状不能忽略,旋转球不能看作质点,选项B错误;
C.研究图丙中飞翔鸟儿能否停在树桩上时,鸟儿的大小不能忽略,不能将鸟儿看作质点,选项C错误;
D.研究丁图中马术运动员和马能否跨越障碍物时,马的大小不能忽略不计,不能把马看作质点,选项D错误。
故选A。
2. 下列说法正确的是( )
A. 物体的重心是其各部分所受重力的等效作用点,所以重心一定在物体上
B. 根据速度定义式,当非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C. 伽利略用实验的方法,证实由静止开始的运动其距离与时间平方成正比,从而直接证实了自由落体速度与时间成正比
D. 亚里士多德提出“重的物体比轻的物体下落得快”,伽利略只用实验证明了该观点是错误的
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体的重心是其各部分所受重力的等效作用点,可重心不一定在物体上,如质量分布均匀的圆环重心在圆心上,A错误;
B.根据速度定义式,当非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法,B正确;
C.伽利略所处的年代没有直接测量速度的工具,因此没有直接证实自由落体速度与时间成正比,而是间接证实自由落体速度与时间成正比,C错误;
D.亚里士多德提出“重的物体比轻的物体下落得快”,伽利略用实验加科学推理证明了该观点是错误的,D错误。
故选B。
3. 如图所示,木块沿竖直墙下落,木块的受力情况是( )
A. 只受重力
B. 受到重力和弹力
C. 受到重力、弹力和摩擦力
D. 受不受摩擦力取决于接触面是否光滑
【答案】A
【解析】
【详解】重力方向竖直向下,墙面也是竖直的,所以木块与墙之间并没有相互挤压,当木块沿墙竖直下落时,只受重力,没有弹力和摩擦力,故A正确,BCD错误。
故选A。
4. 如图所示,有a、b两条图线,则下列说法正确的是( )
A. 若横坐标为时间t,纵坐标为位移x,则a做直线运动,b做曲线运动
B. 若横坐标为时间t,纵坐标为速度v,则a、b两物体运动方向相同
C. 若横坐标为时间t,纵坐标为速度v,则两图线的交点表示两物体相遇
D. 若物体在平面上运动,横坐标为水平位置x,纵坐标为竖直位置y,则a、b两物体均做直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.若横坐标为时间t,纵坐标为位移x,则有x−t图像的斜率表示速度,可知a的斜率不变,速度不变,则a做直线运动,b的斜率在随时间逐渐变大,且斜率都是正值,可知b的速度随时间增大,方向不变,b做加速直线运动,A错误;
B.若横坐标为时间t,纵坐标为速度v,由v−t图像可知,a、b两物体的速度都是正值,则有a、b两物体运动方向相同,B正确;
C.若横坐标为时间t,纵坐标为速度v,由v−t图像可知,则两图线的交点表示两物体速度相同,不是相遇,C错误;
D.若物体在平面上运动,横坐标为水平位置x,纵坐标为竖直位置y,可知y−x图像为物体运动的轨迹,则a物体做直线运动;b物体做曲线运动,D错误。
故选B。
5. 一辆公共汽车进站后开始刹车,做匀减速直线运动,刹车后的第1s内和第2s内的位移大小依次为7m和5m,则刹车后5s内的位移是( )
A. 15m B. 16m C. 25m D. 20m
【答案】B
【解析】
【详解】设刹车时的初速度为v0,,加速度大小为a,根据位移与时间的关系可知
代入数据可得
,
汽车停止的时间
因此5s内的位移就是停止前运动的位移
故选B。
6. 钥匙从距离水面20m高的桥面自由落体竹筏前端在钥匙下落瞬间正好位于它的正下方。该竹筏以2m/s的速度匀速前进,若钥匙可以落入竹筏中,不考虑竹筏的宽度,则竹筏至少长( )
A. 2m B. 4m C. 6m D. 8m
【答案】B
【解析】
【详解】钥匙下落的时间,根据
可得
这段时间内竹筏前进的距离
若钥匙可以落入竹筏中,则竹筏至少长4m,B正确,ACD错误。
故选B。
7. 一天,某小区居民发现一个苹果从高空坠落,所幸未造成事故。物业通过调取一楼监控录像,分析发现苹果在落地前最后内下落的高度约为。已知每层楼高约为,若苹果做自由落体运动,g取,根据以上数据推算该苹果最可能来自哪个楼层( )
A. 6楼 B. 7楼 C. 8楼 D. 9楼
【答案】C
【解析】
【详解】设苹果运动的时间为t,由自由落体运动位移时间公式,可得苹果在落地前最后内下落的高度
代入数据解得
t=2.1s
苹果下落的总高度
每层楼高约为,可知该苹果最可能来自
ABD错误,C正确。
故选C。
8. 一质点做直线运动的图,下列说法不正确的是( )
A. 整个过程中,18~20秒段和20~22秒段的加速度相同
B. 整个过程中,D点所表示的状态离出发点最远
C. 整个过程中,14~18秒段的加速度最大
D. 14~18秒段所表示的运动通过的路程是
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像的斜率表示加速度可知,18~20秒段和20~22秒段图像的斜率不变,则加速度相同,A正确;
B.由图像与时间轴所围的面积表示位移可知,面积在时间轴以上表示位移为正值,在时间轴以下表示位移是负值,因此整个过程中,D点所表示的状态是位移最大,则离出发点最远,B正确;
C.由图像的斜率表示加速度可知,18~22秒段图像的斜率绝对值最大,可知18~22秒段的加速度最大,C错误;
D.由图像与时间轴所围的面积表示位移可知,14~18秒质点运动的位移是
由图像可知,质点在14~18秒,速度方向不变,因此路程等于位移的大小,则有14~18秒段所表示的运动通过的路程是,D正确。
本题选择错误的,故选C。
二、多选题(每题 4 分,少选漏选 2 分,多选错选不得分,共 16 分)
9. 一汽车在公路上以的速度行驶,突然发现前方处有一障碍物,为使汽车不撞上障碍物,驾驶员立刻刹车,刹车的加速度大小为,则驾驶员允许的反应时间可以为( )
A. B. C. D.
【答案】BCD
【解析】
【详解】由速度位移关系公式,可得汽车刹车运动中的位移为
可知驾驶员反应时间内汽车的位移为
驾驶员在反应时间内汽车做匀速直线运动,则有
则驾驶员允许的反应时间最大可以为0.667s,因此A错误,BCD正确。
故选BCD。
10. 如图所示,物体自O点由静止开始做匀加速直线运动,A、B、C、D为其运动轨迹上的四点,测得AB=2m,BC=3m,且物体通过AB、BC、CD所用的时间均为0.2s,则下列说法正确的是( )
A. 物体的加速度为20m/s2
B. CD=4m
C. 物体在B点时的速度为11.25m/s
D. OA之间的距离为1.125m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据可得
故A错误;
B.根据可知,匀变速运动在连续相同时间的位移差相等,则
可知
CD=4m
故B正确;
C.B点为AC的中间时刻,因此B点的速度等于AC段的平均速度
故C错误;
D.根据可得
故D正确。
故选BD。
11. 2021“一带一路”年度汉字发布活动中,“互”字作为最能体现2021年“一带一路”精神内涵的汉字拔得头筹,成为年度汉字。如图为力学兴趣小组制作的“互”字形木制模型。模型分上下两部分,质量均为。用细线连接两部分。当细线都绷紧时,整个模型可以竖直静止在水平地面上。其中连接、两点的细线为,连接、两点的细线为,重力加速度为g。则( )
A. 细线对点的作用力向上
B. 细线的拉力等于细线的拉力
C. 细线的拉力大小等于
D. 整个模型对地面的压力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.细线只能提供沿细线的拉力,所以细线对点的作用力向下。故A错误;
BC.对模型上部分受力分析,有
易知,细线的拉力小于细线的拉力,细线的拉力大于。故BC错误;
D.对整个模型受力分析,有
根据牛顿第三定律,可知整个模型对地面的压力大小为。故D正确。
故选D。
12. 某同学绘制了一趟高铁的某段运动过程,但未告知是出站加速,还是进站刹车,已知该段运动为直线运动,通过图像分析可知( )
A. 该同学绘制的是高铁出站加速过程
B. 该列车前6s内位移为96m
C. 该趟列车的加速度为8m/s2
D. 该趟高铁的初速度为40m/s
【答案】D
【解析】
【详解】ACD.根据匀变速直线运动的位移与时间关系
变形可得
结合题中图线可得
解得
由此可知,速度和加速度方向相反,列出做减速运动,即列车应该处于进站刹车,故AC错误,D正确;
B.由于列车做匀减速直线运动,所以列车停止运动的时间为
所以列车前6s内的位移与前5s内的位移相等,即
故B错误。
故选D。
三、填空题(13、14 题每空 2 分,15-17 题每空 3 分,共 26 分)
13. 位移、力、速度、温度、压强、电压、电流等物理量都可以用数字化信息技术进行测量。数字化信息系统主要包括__________、处理和___________三个部分,用该系统所做的实验称为数字化信息系统(Digital Information System,DIS)实验。
【答案】 ①. 传感器 ②. 计算机
【解析】
【详解】[1]位移、力、速度、温度、压强、电压、电流等物理量都可以用数字化信息技术进行测量。数字化信息系统主要包括传感器、处理和计算机三个部分。
[2]数字化信息系统主要包括传感器、处理和计算机三个部分。
14. 如图所示,消防员沿竖直杆匀速向上爬时,手与杆间的弹力大小为N1,受到的摩擦力大小为f1;沿竖直杆匀速向下滑时,手与杆间的弹力大小为N2,受到的摩擦力大小为f2。则N1____N2,f1____f2。(均选填“>”“=”或“<”)
【答案】 ①. > ②. =
【解析】
【详解】[1]消防员沿竖直杆匀速上爬时摩擦力是静摩擦力,那么最大静摩擦力大小要大于此时的静摩擦力大小,即满足最大静摩擦力fmax= μN1>f1=mg,而匀速下滑时是滑动摩擦力,即f2=μN2=mg,可知N1>N2。
[2]无论匀速向上爬还是匀速向下滑,摩擦力与重力都是平衡的,即摩擦力大小f1=f2=mg。
15. 甲、乙两车在同一平直公路上同向行驶,从时刻开始,甲、乙两车运动的x-t图像如图所示,其中甲车运动的图线为抛物线,图线与x轴的交点为其顶点,乙车运动的x-t图线为过原点的直线,两条图线相切于P点,其坐标为,已知。则在t1时刻,甲车的瞬时速度大小是______;t1到t2时间内甲车的平均速度大小为________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]图像斜率表示速度,则在t1时刻,甲车的瞬时速度大小是
[2]甲车运动的图线为抛物线,图像与x轴的交点为顶点,则甲车做初速度为0的匀加速直线运动,设在t2时刻的速度为v2,则
由于
则
则平均速度
16. A、B两辆列车在能见度很低的雾天里在同一轨道上同向行驶,A车在前,速度,B车在后,速度。当B车发现A车时就立刻刹车。已知B车在进行刹车测试时发现,若以的速度行驶时,刹车后至少要前进才能停下,假设B车刹车过程中加速度恒定。则B车刹车的最大加速度大小为____________;为保证两辆列车不相撞,则能见度至少要达到___________m。
【答案】 ①. 2.5 ②. 80m
【解析】
【详解】[1]对B车,由速度位移关系公式可得
负号表示加速度方向与汽车运动方向相反,因此B车刹车的最大加速度大小为2.5m/s2。
[2]当B车的速度减小到=10m/s时,两车的距离最近,B车所用时间
则有B车运动的位移
则有A车运动的位移
则能见度至少要达到
17. “福建舰”上的舰载飞机采用最先进的电磁弹射系统,帮助飞机在更短的加速距离内起飞。若航母跑道长,飞机在航母上滑行的最大加速度为,起飞需要的最低速度为。那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为_____________;若没有弹射系统,在不改变舰载机及航母硬件设备的情况下,要使舰载机达到起飞时的最小速度,你认为可采用的办法是:________________。
【答案】 ①. 30m/s ②. 先让“福建舰”沿飞机起飞的方向以某一速度匀速航行,在让飞机起飞,航母的最小速度
【解析】
【详解】[1]由匀变速直线运动的速度位移关系公式,可得弹射系统获得的最小初速度为
[2]可以先让“福建舰”沿飞机起飞的方向以某一速度匀速航行,在让飞机起飞,设飞机起飞所用时间为t,在时间t内航空母舰航行的距离为x1,航空母舰的最小速度为v1,对航空母舰,则有
对飞机则有
代入数据联立解得
四、实验题(每空 2 分共 12 分)
18. 小明同学在学习完“自由落体运动”的内容后,用手机拍摄物体自由下落的视频,利用逐帧播放功能截取图片,根据图中小球的位置来测量当地重力加速度,实验装置如图1所示。
(1)家中有不同材质的小球,其中最适合用作实验中下落物体的是______。
A.小塑料球 B.乒乓球 C.小钢球
(2)下列主要操作步骤的正确顺序是______。(填写各步骤前的序号)
①打开手机摄像功能,开始摄像
②捏住小球,从刻度尺旁静止释放
③手机固定在三脚架上,调整好手机镜头的位置
④把刻度尺竖直固定在墙上
(3)停止摄像,利用视频逐帧播放,从中截取三帧连续的图片,图片中的小球和刻度如图2所示。已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为,刻度尺的分度值是1mm。由此测得:第2幅图片中小球的下落速度为______m/s,重力加速度为______(结果均保留两位有效数字)。
(4)在实验中,测出的重力加速度比当地实际重力加速度______。(填“相等”“偏大”或“偏小”),可能的原因是_______。
【答案】 ①. C ②. ④③①② ③. 2.2 ④. 9.6 ⑤. 偏小 ⑥. 小球受到空气阻力作用
【解析】
【详解】(1)[1]本实验通过自由落体运动来测量当地重力加速度,需要尽量减小空气阻力的影响,所以密度大体积小的小钢球最适合。
故选C。
(2)[2]要完成实验首先应该将刻度尺竖直固定在墙上,安装好三脚架,调整好手机摄像头的位置;因为下落时间很短,所以一定要先打开摄像头开始摄像,然后再将小球从刻度尺旁静止释放,故正确的顺序为④③①②;
(3)[3]由三张图片读出小球球心所在位置的刻度分别为2.50cm、26.50cm、77.20cm,小球在第2幅图片中下落的速度为
[4]根据逐差法可得
(4)[5][6]在实验中,由于有空气阻力的作用,使得测出重力加速度比当地实际重力加速度偏小。
五、解答题(19 题 12 分,20 题 10 分,共 22 分)
19. 北京时间2022年6月5日搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,火箭由静止发射竖直升空时最初以的加速度做匀加速运动,第末从火箭表面掉下一可视为质点的碎片,忽略空气阻力,取,求:
(1)碎片最高可上升到的高度;
(2)碎片从运载火箭上掉出之后到落回地面的时间及落地时的速度大小。
【答案】(1)60m;(2),
【解析】
【详解】(1)火箭做匀加速运动的加速度大小为
第4s末火箭上升的高度为
碎片的速度大小为
碎片继续上升的高度为
碎片最高可上升到的高度为
(2)碎片从掉出到上升到最高点所用时间为
从最高点落回地面所用时间为
所以碎片从运载火箭上掉出之后到落回地面的时间为
落地时的速度大小为
20. 小明同学在质量为的杯子里(杯的把手可视为光滑)加的水,放在水平桌面上。将一根劲度系数为的橡皮筋绕过把手,两手同时沿同一水平面拉橡皮筋的两端,直到把杯子拉动并做匀速直线运动,测得此时两橡皮筋成角,伸长量为,且未超过弹性限度。重力加速度取,问:
(1)橡皮筋对杯子的作用力为多大;
(2)杯子与桌面间的动摩擦因数为多少?
【答案】(1)F=2N;(2)0.35
【解析】
【详解】(1)由胡克定律得橡皮筋的拉力
T=kΔx
解得
T=2N
橡皮筋对杯子的作用力
F=2Tcos30°
解得
F=2N
(2)对杯子有
F=f=μ(m0+m)g
解得
μ==0.35
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