内容正文:
第三次月考模拟测试02(原卷版)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第一册第1~4章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.(24-25高一上·广东广州·期中)图中的A、B、C和D球均为光滑球,E球是一足球,一学生将足球踢向斜台,下列说法正确的是( )
A.A球与斜面之间可能有弹力作用
B.B球与C球间一定有弹力作用
C.倾斜的细绳对D球有拉力作用
D.E球(足球)与斜台作用时斜台给足球的弹力方向先沿的方向后沿的方向
2.(24-25高一上·浙江·期中)8月6日,巴黎奥运会女子跳水单人10米台项目中,中国选手全红婵成功卫冕,斩获金牌。如图所示是全红婵比赛时其竖直分速度随时间变化的关系,以其离开跳台为计时起点,至运动员触水停止计时。下列说法正确的是( )
A.时刻运动员的加速度为0 B.时刻运动员到达最高点
C.0至时间内运动员速度方向竖直向上 D.至时间内运动员加速度方向竖直向上
3.(24-25高一上·天津河西·期中)短跑运动员在100m竞赛中,测得他在7s末的速度为9m/s,10s末到达终点的速度为 10.2m/s,则运动员在全程内的平均速度是( )
A.9 m/s B.10 m/s
C.9.6 m/s D.10.2 m/s
4.(24-25高一上·北京西城·期中)关于加速度与速度,下列说法正确的是( )
A.物体加速度方向一定与它速度的方向相同
B.物体的速度方向发生变化时,则其加速度方向一定发生变化
C.物体的加速度在增大,则其速度一定在增大
D.物体的加速度在减小,则其速度的变化率一定在减小
5.(23-24高一上·江苏盐城·期中)如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由40°逐渐增大至50°,物块的下滑时间t将( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.先减小后增大 D.先增大后减小
6.(24-25高一上·浙江·期中)如图所示,质量分别为M和m的物块由相同的材料制成,且M>m,将它们用通过光滑的轻质定滑轮的轻细线连接。如果按图甲放置,则质量为m的物块恰好匀速下降。若将两物块互换位置,如图乙所示,它们的共同加速度大小为( )
A. B. C. D.
7.(24-25高一上·广东广州·期中)古建筑复原,需要用各种各样的凿子制作卯眼。如图甲所示为木工常用的一种凿子,其截面如图乙所示,侧面与竖直面间的夹角为。当在顶部施加竖直向下的力F时,其侧面和竖直面对两侧木头的压力分别为和,不计凿子的重力和摩擦阻力,下列说法正确的是( )
A.
B.一定大于
C.若F一定,角越小,也越小
D.若一定,力F越大,与之比也越大
8.(24-25高一上·山东日照·期中)交通法规定,汽车出现故障停在道路上时,应在车后放置如图所示的三角警示牌,提醒后方来车注意减速避让。王华驾驶汽车在水平路面上匀速行驶时,发现前方15m处有警示牌,反应0.2s后,开始刹车并计时,汽车在第1s内的位移为8.0m,在第3s内的位移为0.5m,刹车过程为匀减速直线运动。则( )
A.汽车会与警示牌发生碰撞
B.发现警示牌时,汽车的行驶速度大小为12m/s
C.从发现警示牌到停下来汽车经过的位移大小为14.5m
D.汽车刹车的加速度大小为3.75m/s2
9.(24-25高一上·天津蓟州·期中)(多选)如图所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是,经过一小段时间之后,速度变为,表示速度的变化量。由图中所示信息可知( )
A.汽车在做加速直线运动
B.汽车的加速度方向与的方向相同
C.汽车的加速度方向与的方向相反
D.汽车的加速度方向与的方向相同
10.(24-25高一上·四川成都·期中)(多选)如图所示,O点有一个很小的光滑轻质圆环,一根轻绳AB穿过圆环,A端固定,B端悬挂一个重物。另一根轻绳一端固定在C点,另一端系在圆环上,力F作用在圆环上。圆环静止时,绳OC与绳OA水平,F与OA的夹角为θ。现改变力F,圆环位置不变,且重物始终处于平衡状态,则F大小可能为( )
A. B. C.mg D.
11.(23-24高一上·辽宁沈阳·期中)(多选)如图所示,倾角为的斜面体静止在水平地面上,轻绳一端连着斜面上一质量为的物体A,轻绳与斜面平行,另一端通过两个滑轮相连于天花板上的P点.动滑轮上悬挂物体B,开始时悬挂动滑轮的两绳均竖直.现将P点缓慢向右移动,直到动滑轮两边轻绳的夹角为时,物体A刚好要滑动.假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物体A与斜面间的动摩擦因数为,整个过程斜面体始终静止,不计滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦.下列说法正确的是( )
A.物体B的质量为
B.物体A受到的摩擦力先减小再增大
C.地面对斜面体的摩擦力一直水平向左并逐渐减小
D.斜面体对地面的压力保持不变
12.(24-25高一上·安徽·期中)(多选)如图,一栋高为的三层楼房,每层楼高相等,且每层楼正中间有一个高为的窗户。现将一石块从楼顶边缘做初速度为0的竖直向下的匀加速直线运动,经过时间,石块落地,以下说法正确的是( )
A.石块从楼顶分别到达三个窗户顶部所用的时间之比为1:2:3
B.石块在时刻的位置是在第一个窗户的下边
C.石块下落的加速度为
D.石块在第二窗户中间位置时的速度为
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(共2小题,共20分)
13.(24-25高一上·安徽·期中)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上从点开始每5个计时点取一个计数点,依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6,其中相邻点间的距离如图所示,交流电的频率为。
(1)打计数点3时,小车的速度大小 。(结果保留两位有效数字)
(2)小车的加速度大小 (结果保留两位有效数字),方向 (填“由A指向”或“由指向A”)。
(3)若当时电网中交变电流的频率变为,但该同学并不知道,仍按计算,那么这个同学实验测得的加速度与实际值相比 (选填“偏大“偏小”或“不变”)。
(4)若当时电源中交变电流的电压是,但该同学并不知道,那么这个同学实验测得的加速度与实际值相比 (选填“偏大“偏小”或“不变”)。
14.(24-25高一上·山东日照·期中)某同学用如下实验器材测量一重物的质量:一根轻质弹性绳(类似于弹簧)、量角器、质量为50 g的钩码、不计质量的细线、刻度尺、白纸和被测重物。已知弹性绳始终没超过弹性限度,取重力加速度g = 10 m/s2。实验步骤如下:
(1)如图甲所示,用弹性绳竖直悬挂一个钩码,测出弹性绳的伸长量为1.00 cm,则该弹性绳的劲度系数为 N/m;
(2)用弹性绳OA与细线OB互成角度吊起重物如图乙所示,稳定时测出弹性绳OA的伸长量为6.00 cm,则此时弹性绳OA的弹力大小为 N;
(3)用量角器测出两绳与竖直方向的夹角分别为α、β。在白纸上画出OA、OB的拉力方向如图丙所示,请用作图法在图丙中画出这两个力及二者的合力 (已知单位长度表示的力为1 N)
(4)由作图结果可得重物的质量为 kg(结果保留两位小数)。
三、计算题(本题共3小题,共32分)
15.(24-25高一上·四川成都·期中)如图所示,粗糙水平面和光滑墙壁的墙角处叠放着两个物块,质量kg的物块A为立方体,质量kg的物块B为三角形斜面体,斜面体顶角为,两物块处于静止状态,物块A与物块B之间无摩擦,重力加速度g取10m/s2。
(1)物块A对B的支持力大小;
(2)地面对物块A的摩擦力。
16.(24-25高一上·山东日照·期中)暑假期间,小华去了处于梅雨季节的江南古镇,观察发现屋檐滴水的情景与自由落体运动一致。他观察到水滴下落的时间间隔相同,于是利用手机拍摄水滴自由下落的照片如图所示,测得水滴A、B之间的实际距离为35cm,水滴B、C之间的实际距离为45cm,屋檐高为3.2m。取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力,水滴可视为质点。求:
(1)相邻两水滴离开屋檐时的时间间隔;
(2)拍摄时,水滴A与屋檐间的距离;
(3)某水滴刚落地时,其上方与它距离最近的水滴离地面的高度。
17.(24-25高一上·四川成都·期中)如图所示,倾角为的粗糙斜面体固定在水平地面上,质量为的物块A静止在斜面上,斜面与A之间的动摩擦因数为,与A相连接的绳子跨在固定于斜面顶端的小滑轮上的E点,绳子另一端固定在与滑轮等高的F点,且。再在绳上放置一个动滑轮,其下端的挂钩与物块B连接,物块B、C、D与弹簧1、2均拴接,弹簧1、2劲度系数均为,物块B、C、D质量均为,当绳子的张角时整个系统处于平衡状态,而且A恰好不下滑。若弹簧、绳子、小滑轮的重力以及绳子与滑轮间的摩擦力均可忽略,重力加速度,,。
(1)此时绳子的拉力T的大小;
(2)对物块A施加一个沿斜面向下的拉力F,使其缓慢下滑一段距离至物块D对地的压力恰好减小至零,求
①物块B上升的高度h;
②此时拉力F的大小。
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第三次月考模拟测试02(解析版)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第一册第1~4章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.(24-25高一上·广东广州·期中)图中的A、B、C和D球均为光滑球,E球是一足球,一学生将足球踢向斜台,下列说法正确的是( )
A.A球与斜面之间可能有弹力作用
B.B球与C球间一定有弹力作用
C.倾斜的细绳对D球有拉力作用
D.E球(足球)与斜台作用时斜台给足球的弹力方向先沿的方向后沿的方向
【答案】B
【详解】A.假设A与斜面有弹力,则水平方向合力不为0,则小球不平衡,假设不成立,因此A球和斜面之间没有弹力作用,A错误;
B.由平衡条件可知,B球和与C球间有弹力作用,B正确;
C.假设倾斜的细绳有拉力,则水平方向合力不为0,不平衡,因此假设不成立,故倾斜细绳对D球没有拉力作用,C错误;
D.E球(足球)与斜台作用时斜台给足球的弹力方向总是垂直于接触面,故E球(足球)与斜台作用时斜台给足球的弹力方向垂直斜台向左上方方向,D错误。
故选B。
2.(24-25高一上·浙江·期中)8月6日,巴黎奥运会女子跳水单人10米台项目中,中国选手全红婵成功卫冕,斩获金牌。如图所示是全红婵比赛时其竖直分速度随时间变化的关系,以其离开跳台为计时起点,至运动员触水停止计时。下列说法正确的是( )
A.时刻运动员的加速度为0 B.时刻运动员到达最高点
C.0至时间内运动员速度方向竖直向上 D.至时间内运动员加速度方向竖直向上
【答案】C
【详解】AB.由图可知,t1时刻运动员速度为零,此时达到最高点,但加速度仍然等于重力加速度,故AB错误;
C.由图可知,0至时间内运动员向上运动,故速度方向竖直向上,故C正确;
D.至时间内运动员做自由落体运动,加速度方向竖直向下,故D错误。
故选C。
3.(24-25高一上·天津河西·期中)短跑运动员在100m竞赛中,测得他在7s末的速度为9m/s,10s末到达终点的速度为 10.2m/s,则运动员在全程内的平均速度是( )
A.9 m/s B.10 m/s
C.9.6 m/s D.10.2 m/s
【答案】B
【详解】运动员在全程内的平均速度为
故选B。
4.(24-25高一上·北京西城·期中)关于加速度与速度,下列说法正确的是( )
A.物体加速度方向一定与它速度的方向相同
B.物体的速度方向发生变化时,则其加速度方向一定发生变化
C.物体的加速度在增大,则其速度一定在增大
D.物体的加速度在减小,则其速度的变化率一定在减小
【答案】D
【详解】AB.根据加速度的定义式可得,物体加速度方向一定与它速度变化量的方向相同,与速度方向无关,故AB错误;
C.若物体的加速度与速度方向相反,物体的加速度在增大,则其速度在减小,故C错误;
D.加速度表示速度的变化率,则物体的加速度在减小,则其速度的变化率一定在减小,故D正确。
故选D。
5.(23-24高一上·江苏盐城·期中)如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由40°逐渐增大至50°,物块的下滑时间t将( )
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.先减小后增大 D.先增大后减小
【答案】C
【详解】设QP在水平方向的投影长度为l,根据牛顿牛顿第二定律
又
,
联立得
若θ由40°逐渐增大至50°,2θ由80°逐渐增大至100°,可知,运动时间先减小后增大。
故选C。
6.(24-25高一上·浙江·期中)如图所示,质量分别为M和m的物块由相同的材料制成,且M>m,将它们用通过光滑的轻质定滑轮的轻细线连接。如果按图甲放置,则质量为m的物块恰好匀速下降。若将两物块互换位置,如图乙所示,它们的共同加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由甲图可知,物体m匀速运动,有
T=mg
物体M也做匀速运动,则
联立解得
乙图中,对M有
对m有
联立解得
故选A。
7.(24-25高一上·广东广州·期中)古建筑复原,需要用各种各样的凿子制作卯眼。如图甲所示为木工常用的一种凿子,其截面如图乙所示,侧面与竖直面间的夹角为。当在顶部施加竖直向下的力F时,其侧面和竖直面对两侧木头的压力分别为和,不计凿子的重力和摩擦阻力,下列说法正确的是( )
A.
B.一定大于
C.若F一定,角越小,也越小
D.若一定,力F越大,与之比也越大
【答案】A
【详解】根据平衡条件,作出力F与和的关系图如图所示
其中
、、
根据力的分解关系有
解得
,
可知,力一定小于;若F一定,角越小,越大;与之比为,则若一定,与之比不变。
故选A。
8.(24-25高一上·山东日照·期中)交通法规定,汽车出现故障停在道路上时,应在车后放置如图所示的三角警示牌,提醒后方来车注意减速避让。王华驾驶汽车在水平路面上匀速行驶时,发现前方15m处有警示牌,反应0.2s后,开始刹车并计时,汽车在第1s内的位移为8.0m,在第3s内的位移为0.5m,刹车过程为匀减速直线运动。则( )
A.汽车会与警示牌发生碰撞
B.发现警示牌时,汽车的行驶速度大小为12m/s
C.从发现警示牌到停下来汽车经过的位移大小为14.5m
D.汽车刹车的加速度大小为3.75m/s2
【答案】C
【详解】BD.假设汽车第3s内速度没有减为零,则
联立可得
,
则汽车速度减为零的时间为
假设不成立,即汽车在第3s内已经停止运动,所以
联立解得
,,
故BD错误;
AC.从发现警示牌到停下来汽车经过的位移大小为
所以汽车不会与警示牌发生碰撞,故A错误,C正确。
故选C。
9.(24-25高一上·天津蓟州·期中)(多选)如图所示,汽车向右沿直线运动,原来的速度是,经过一小段时间之后,速度变为,表示速度的变化量。由图中所示信息可知( )
A.汽车在做加速直线运动
B.汽车的加速度方向与的方向相同
C.汽车的加速度方向与的方向相反
D.汽车的加速度方向与的方向相同
【答案】CD
【详解】A.根据题意可知,的方向与初速度方向相反,可知汽车的速度在减小,即汽车在做减速直线运动,故A错误;
BCD.根据加速度的定义式有
可知,加速度的方向与的方向相同,结合图像可知,加速度的方向与、的方向均相反,故B错误,CD正确。
故选CD。
10.(24-25高一上·四川成都·期中)(多选)如图所示,O点有一个很小的光滑轻质圆环,一根轻绳AB穿过圆环,A端固定,B端悬挂一个重物。另一根轻绳一端固定在C点,另一端系在圆环上,力F作用在圆环上。圆环静止时,绳OC与绳OA水平,F与OA的夹角为θ。现改变力F,圆环位置不变,且重物始终处于平衡状态,则F大小可能为( )
A. B. C.mg D.
【答案】CD
【详解】圆环为轻质光滑圆环,且O点位置始终不变,则绳子OA、OB拉力大小始终等于重物B的重力,且它们的合力FAB大小不变,方向与水平方向的夹角始终为45°;对圆环进行受力分析,作出矢量三角形,如图所示:
可知F的最小值为
可知F可能为mg或者。
故选CD。
11.(23-24高一上·辽宁沈阳·期中)(多选)如图所示,倾角为的斜面体静止在水平地面上,轻绳一端连着斜面上一质量为的物体A,轻绳与斜面平行,另一端通过两个滑轮相连于天花板上的P点.动滑轮上悬挂物体B,开始时悬挂动滑轮的两绳均竖直.现将P点缓慢向右移动,直到动滑轮两边轻绳的夹角为时,物体A刚好要滑动.假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物体A与斜面间的动摩擦因数为,整个过程斜面体始终静止,不计滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦.下列说法正确的是( )
A.物体B的质量为
B.物体A受到的摩擦力先减小再增大
C.地面对斜面体的摩擦力一直水平向左并逐渐减小
D.斜面体对地面的压力保持不变
【答案】BD
【详解】A.设物体刚好要滑动时绳子拉力大小为,对物体根据平衡条件得
解得
动滑轮处于静止状态,受力平衡,根据平衡条件解得绳子拉力
解得
A错误;
B.开始悬挂动滑轮的两绳均竖直,则绳子拉力
则开始受到的静摩擦方向向上,当向右移动时,绳子的拉力一直增大,根据平衡条件可知,受到的静摩擦力先减小到,在反向增大,B正确;
C.设悬挂动滑轮左边一根绳子与水平方向的夹角为,对斜面和整体研究,由平衡条件得,水平方向有
向右移动过程中,增大,减小,则增大,C错误;
D.悬挂动滑轮的绳子竖直方向的分量
所以斜面体对地面的压力等于斜面和的重力与之和不变,D正确。
故选BD。
12.(24-25高一上·安徽·期中)(多选)如图,一栋高为的三层楼房,每层楼高相等,且每层楼正中间有一个高为的窗户。现将一石块从楼顶边缘做初速度为0的竖直向下的匀加速直线运动,经过时间,石块落地,以下说法正确的是( )
A.石块从楼顶分别到达三个窗户顶部所用的时间之比为1:2:3
B.石块在时刻的位置是在第一个窗户的下边
C.石块下落的加速度为
D.石块在第二窗户中间位置时的速度为
【答案】BC
【详解】A.结合题意可知,石块从楼顶分别到达三个窗户顶部的位移之比为
根据位移公式有
解得
则石块从楼顶分别到达三个窗户顶部所用的时间之比为
故A错误;
B.根据位移公式有
可知,石块经过前时间和后时间的位移比为1:3,所以在前时间内的位移为,而第一个窗户顶部距楼顶的高度为,第一个窗户底部距楼顶的高度为
所以石块在时刻的位置是在第一个窗户的下边,故B正确;
C.根据位移公式有
解得
故C正确;
D.匀变速直线运动中间时刻的速度等于全程的平均速度,则有
石块在第二窗户中间位置时的速度为中间位置的速度,匀加速直线运动的中间位置速度大于中间时刻的速度,故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷 非选择题
二、实验题(共2小题,共20分)
13.(24-25高一上·安徽·期中)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上从点开始每5个计时点取一个计数点,依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6,其中相邻点间的距离如图所示,交流电的频率为。
(1)打计数点3时,小车的速度大小 。(结果保留两位有效数字)
(2)小车的加速度大小 (结果保留两位有效数字),方向 (填“由A指向”或“由指向A”)。
(3)若当时电网中交变电流的频率变为,但该同学并不知道,仍按计算,那么这个同学实验测得的加速度与实际值相比 (选填“偏大“偏小”或“不变”)。
(4)若当时电源中交变电流的电压是,但该同学并不知道,那么这个同学实验测得的加速度与实际值相比 (选填“偏大“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)0.26
(2) 0.50 由指向A
(3)偏小
(4)不变
【详解】(1)每5个计时点取一个计数点,则相邻计数点间的时间间隔为
则打计数点3时,小车的速度大小
(2)[1]根据逐差法可知,小车的加速度大小为
[2]根据纸带上的数据可知,小车在相等时间内的位移越来越大,即小车向左做加速运动,即加速度的方向为指向A。
(3)根据
由于
可知,实验测得的加速度与实际值相比偏小。
(4)结合上述可知,如果当时电网中交变电流的电压变成,频率不变,则打点周期不变,那么加速度的测量值与实际值相比不变。
14.(24-25高一上·山东日照·期中)某同学用如下实验器材测量一重物的质量:一根轻质弹性绳(类似于弹簧)、量角器、质量为50 g的钩码、不计质量的细线、刻度尺、白纸和被测重物。已知弹性绳始终没超过弹性限度,取重力加速度g = 10 m/s2。实验步骤如下:
(1)如图甲所示,用弹性绳竖直悬挂一个钩码,测出弹性绳的伸长量为1.00 cm,则该弹性绳的劲度系数为 N/m;
(2)用弹性绳OA与细线OB互成角度吊起重物如图乙所示,稳定时测出弹性绳OA的伸长量为6.00 cm,则此时弹性绳OA的弹力大小为 N;
(3)用量角器测出两绳与竖直方向的夹角分别为α、β。在白纸上画出OA、OB的拉力方向如图丙所示,请用作图法在图丙中画出这两个力及二者的合力 (已知单位长度表示的力为1 N)
(4)由作图结果可得重物的质量为 kg(结果保留两位小数)。
【答案】(1)50
(2)3
(3)
(4)0.50
【详解】(1)由胡克定律可得,弹簧的劲度系数为
(2)弹性绳OA的伸长量为6.00 cm,根据胡克定律有
(3)力的合成符合平行四边形定则,如图
(4)由(3)可知重物的重力为5 N,则质量为
三、计算题(本题共3小题,共32分)
15.(24-25高一上·四川成都·期中)如图所示,粗糙水平面和光滑墙壁的墙角处叠放着两个物块,质量kg的物块A为立方体,质量kg的物块B为三角形斜面体,斜面体顶角为,两物块处于静止状态,物块A与物块B之间无摩擦,重力加速度g取10m/s2。
(1)物块A对B的支持力大小;
(2)地面对物块A的摩擦力。
【答案】(1)40N
(2),方向水平向右
【详解】(1)对物块B受力分析,物块B受三个力,分别为重力、A对B的支持力和竖直墙壁对A的支持力,如图所示
根据平衡条件,有
(2)将A、B视为整体,整体水平方向只受两个力,即竖直墙壁的支持力和地面的摩擦力,根据平衡条件可知,这两个力必定等大反向,即地面对物块A的摩擦力大小为
方向水平向右。
16.(24-25高一上·山东日照·期中)暑假期间,小华去了处于梅雨季节的江南古镇,观察发现屋檐滴水的情景与自由落体运动一致。他观察到水滴下落的时间间隔相同,于是利用手机拍摄水滴自由下落的照片如图所示,测得水滴A、B之间的实际距离为35cm,水滴B、C之间的实际距离为45cm,屋檐高为3.2m。取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力,水滴可视为质点。求:
(1)相邻两水滴离开屋檐时的时间间隔;
(2)拍摄时,水滴A与屋檐间的距离;
(3)某水滴刚落地时,其上方与它距离最近的水滴离地面的高度。
【答案】(1)0.1s
(2)0.45m
(3)0.75m
【详解】(1)根据
解得
(2)B点的速度大小为
水滴A与屋檐间的距离为
(3)某水滴刚落地时,其上方与它距离最近的水滴离地面的高度为
联立解得
17.(24-25高一上·四川成都·期中)如图所示,倾角为的粗糙斜面体固定在水平地面上,质量为的物块A静止在斜面上,斜面与A之间的动摩擦因数为,与A相连接的绳子跨在固定于斜面顶端的小滑轮上的E点,绳子另一端固定在与滑轮等高的F点,且。再在绳上放置一个动滑轮,其下端的挂钩与物块B连接,物块B、C、D与弹簧1、2均拴接,弹簧1、2劲度系数均为,物块B、C、D质量均为,当绳子的张角时整个系统处于平衡状态,而且A恰好不下滑。若弹簧、绳子、小滑轮的重力以及绳子与滑轮间的摩擦力均可忽略,重力加速度,,。
(1)此时绳子的拉力T的大小;
(2)对物块A施加一个沿斜面向下的拉力F,使其缓慢下滑一段距离至物块D对地的压力恰好减小至零,求
①物块B上升的高度h;
②此时拉力F的大小。
【答案】(1)10N
(2)①;②15N
【详解】(1)对物体A受力分析如下,根据物体的平衡条件可得
代入数据可得
(2)①对B受力分析,由于
故BC物体间的弹簧处于伸长状态,设其伸长量为,则有
解得
由于BC间弹簧的弹力大小为
故CD间的弹簧处于压缩状态,设其压缩量为,对C物体而言,则有
解得
当物体D对地面的压力刚好为零时,设CD间弹簧的伸长量为,根据平衡条件则有
解得
设此时BC间的弹簧的伸长量为,对物体C而言,则有
解得
故物体B移动的距离为
②设开始时B物体到滑轮顶端的竖直高度为,根据几何三角形可得
解得
当物块体D对地面的压力刚好为零时,此时B物体到滑轮顶端的竖直高度
设此时左侧绳子与竖直方向的夹角为,拉力大小为,则有
即
对B物体受力分析可得
解得
对物体A而言,则有
代入数据解得
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