精品解析:江西省景德镇一中2024-2025学年高一上学期期中考试物理试题(20班)
2024-12-07
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 江西省 |
| 地区(市) | 景德镇市 |
| 地区(区县) | 昌江区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.90 MB |
| 发布时间 | 2024-12-07 |
| 更新时间 | 2025-02-27 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-12-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49177056.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
高一(20)班物理上学期期中测试卷
总分:100分 考试时间:75分钟
一、选择题(共46分,1-7题有且仅有一项符合题意,每小题4分,8-10题有多项符合题意,每小题6分,少选得3分,少选或错选不得分)
1. 在如图所示的照片中,关于物体或人在运动过程中的一些描述说法正确的是( )
A. 甲图是一列在到之间由株洲西开往上海虹桥的高铁,是指高铁的运动时间间隔
B. 乙图中的a点是电风扇扇叶边缘上的一点,它在运动一周的过程中,其平均速度为零
C. 丙图是在男子单杠比赛运动到最高点的体操运动员,此瞬间,运动员的速度和加速度均为零
D. 丁图是正在做精彩表演的芭蕾舞演员,台下的观众可以把她们看做质点
2. 小李同学在学习过程中非常喜欢总结归纳,下图是他用来描述多种物理情景图像,其中横轴和纵轴的截距分别为n和m,在如图所示的可能物理情景中,下列说法正确的是( )
A. 若为图像,则物体的运动速度可能在减小
B. 若为图像且物体初速度为零,则物体的最大速度为
C. 若图像,则一定做匀变速直线运动
D. 若为图像且物体初速度为零,则最大速度出现在时刻
3. 如图所示,倾角为30°的斜面固定在水平地面上,斜面上放有一重力为G的物块A,有一水平轻弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与物块A接触。若物块A静止时受到沿斜面向下的摩擦力大小为,此时弹簧的弹力大小是( )
A. B. C. G D.
4. 一倾角为的斜劈放在水平地面上,一物体沿斜劈匀速下滑.现给物体施加如图所示的力F,F与竖直方向夹角为,斜劈仍静止,F在逆时针的旋转到水平向右的过程中,物体始终运动未停下,则地面对斜劈的摩擦力( )
A. 大小一直为零
B. 方向先水平向右再水平向左
C. 方向先水平向左再水平向右
D. 无法判断大小和方向
5. 某人在站台上等候动车的到来,动车减速进站。该人测得第一节车厢通过他身旁的时间为,动车停下时该人刚好与动车尾部对齐。若动车共有n节车厢,每节车厢长度相同,动车进站可看成匀减速运动,则动车从此人身旁通过所用的时间为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,某工厂将圆柱形工件放在倾角为的斜面上,为防止工件滚动,在其下方垫一段半径与相同的半圆柱体。若逐渐减小斜面倾角,始终处于静止状态,不计与接触面的摩擦,的质量很小。则
A. 所受的合外力变大 B. 斜面对的弹力先变大后变小
C. 对的弹力逐渐变小 D. 对的弹力不变
7. 晾晒衣服的绳子两端A、B分别固定在两根竖直杆上,A点高于B点,原来无风状态下衣服保持静止。某时一阵恒定的风吹来,衣服受到水平向右的恒力而发生滑动,并在新的位置保持静止(如图),不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦,下列说法中一定正确的是( )
A. 有风时,挂钩左右两侧绳子拉力不相等
B. 无风时,挂钩左右两侧绳子OA较陡
C. 相比无风时,有风的情况下∠AOB大
D. 在有风的情况下,A点沿杆稍下移到C点,绳子的拉力变小
8. 某高速公路上ETC专用通道是长为20m的直线通道,且通道前、后都是平直大道。安装有ETC的车辆通过ETC专用道时,可以不停车而低速通过,限速为5m/s。如图所示一辆小汽车先减速,当车头到达通道口时立即做匀速运动,车尾一到通道末端立即加速前进的v—t图像,则下列说法正确的是( )
A. 由图像可知,小汽车的车身长度为5m
B. 图像中小汽车加速过程的位移大小为612.5m
C. 图像中小汽车减速过程的加速度大小为1.25m/s2
D. 图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度大
9. 如图所示,一根不可伸长的轻绳两端各系两个质量均为的物块A、B,初始时整个系统静止于水平面上。用一大小为的水平恒力作用在细绳的中点,当细绳绷直时两段细绳所成夹角为,此时系统仍然静止。已知两物块与水平面间的动摩擦因数均为0.6,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,则下列说法正确的是( )
A. 细绳绷直时,每段细绳的拉力大小为
B. 细绳绷直时,物块受到的摩擦力为
C. 若增大且系统依然静止,的最大值为
D. 若增大且系统依然静止,则的最大值为
10. 光滑半圆槽的边缘上固定有一轻质定滑轮,轻质定滑轮轴与一直杆AB一端连接,直杆可绕B在竖直面上转动,轻绳一端连接一小球P,另一端跨过轻质定滑轮后套着一铁环Q,然后固定在直杆的A端,如图所示。开始时直杆通过外力水平放置并使整个系统处于平衡状态,不计任何摩擦阻力,小球可视为质点,则( )
A. 若轻绳PB段与BQ段均与竖直方向成30°角,小球P和铁环Q的质量之比为1:1
B. 若小球P的质量足够大,系统平衡时小球P可能位于半圆弧槽的最低点
C. 若通过外力把直杆AB顺时针缓慢转动一小段距离,小球P的位置可能不动
D. 若通过外力把直杆AB逆时针缓慢转动一小段距离,小球P的位置一定下移
二、实验题(共14分,8+6)
11. (1)在做《探究小车速度随时间变化的规律》的实验时要用到打点计时器,打点计时器是一种计时的仪器,其电源频率为,常用的电磁打点计时器和电火花计时器,它们使用的是___________(填“直流”或“交流”)电,它们每隔__________打一个点。
(2)下列哪些器材是多余的___________;(填序号)
①电磁打点计时器,②天平,③秒表,④低压交流电源,⑤纸带,⑥小车,⑦钩码,⑧刻度尺,⑨一端有滑轮的长木板。
(3)小车拖动纸带运动,打出纸带如图所示。选出A、B、C、D、E、F、G,7个计数点,每相邻两点间还有4个计时点(图中未标出)。已知各点间位移。则:E点的瞬时速度___________,小车的加速度大小___________(计算结果均保留三位有效数字)。
12. 小军同学利用如图甲所示的装置可以测量弹簧的劲度系数,整个装置放置在水平桌面上,跨过光滑定滑轮的细线两端分别与放置木板上的木块和弹簧相连接,在木块上放置砝码。向右拉动木板,待弹簧指针示数稳定后,读取弹簧指针的位置1,计算弹簧指针的位置之差可以得到弹簧的伸长量x,小军同学画出弹簧伸长量x与放置木块上的砝码质量m关系如图乙所示。
(1)对于同一次的指针位置读数,不同的人读数可能是不一样的,这样引起的误差是________(选填“偶然误差”或者“系统误差”)
(2)本次实验还需要知道木块与木板之间的动摩擦因数,小军经过多次测量得到动摩擦因数平均值为,其中第三次测量值为,则该次测量的相对误差为________。(结果保留一位有效数字)
(3)由图乙以及木块与木板之间的动摩擦因数,可以求得该弹簧的劲度系数为________N/kg。(结果保留2位有效数字,重力加速度g取)
三、解答题(共40分,12+12+16)
13. 单手抓球的难易程度和手的大小、手指与球间的动摩擦因素有关。用以下简化模型进行受力分析:假设用两手指对称抓球,手指与球心在同一竖直面,手指接触点连线水平且相距为L,球半径为R,接触点与圆心的连线与水平夹角为θ,手指和球间的动摩擦因数为μ,球质量为m。已知重力加速度为g,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,忽略抓球引起的球变形。求两手指间距L的最小值和每个手指对球压力的最小值。
14. 如图甲所示,下端离地面处有一竖直的空管,管长L为2.8m,、为空管的上、下两端,空管由于受外力作用,由静止开始竖直向下运动,其运动图像如图乙所示,同时在处一个大小不计的小球以初速度竖直上抛,不计一切阻力和在地面的反弹,取。求:
(1)若小球初速度为8m/s,小球上升过程中离地面的最大高度;
(2)若小球初速度为8m/s,小球经过多长时间从管端相对向上穿出;
(3)欲使在空管落地瞬间,小球必须处于空管之内,在其他条件不变的前提下,求小球的初速度大小的范围。
15. 如图所示,水平地面上固定了一个倾角为30°的斜面,一个质量为4kg的物块恰好能沿斜面匀速下滑。现对该物块施加一个与斜面平行的力F,让物块在斜面内沿某方向做匀速直线运动。已知图中虚线与斜面的底边AD平行,重力加速度g取10m/s2。试回答以下问题:
(1)求物块与斜面间的动摩擦因数;
(2)若让物块沿虚线向右匀速运动,求F的大小和F与虚线间的夹角;
(3)若力F的大小是20N,求物块匀速运动的方向与虚线间的夹角。
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高一(20)班物理上学期期中测试卷
总分:100分 考试时间:75分钟
一、选择题(共46分,1-7题有且仅有一项符合题意,每小题4分,8-10题有多项符合题意,每小题6分,少选得3分,少选或错选不得分)
1. 在如图所示的照片中,关于物体或人在运动过程中的一些描述说法正确的是( )
A. 甲图是一列在到之间由株洲西开往上海虹桥的高铁,是指高铁的运动时间间隔
B. 乙图中的a点是电风扇扇叶边缘上的一点,它在运动一周的过程中,其平均速度为零
C. 丙图是在男子单杠比赛运动到最高点的体操运动员,此瞬间,运动员的速度和加速度均为零
D. 丁图是正在做精彩表演的芭蕾舞演员,台下的观众可以把她们看做质点
【答案】B
【解析】
【详解】(1)时间为一段时间;而时刻是对应一个时间点;
(2)平均速度为位移与时间的比值;
(3)当物体所受合力不为零时,一定有加速度存在;
(4)当物体的大小和形状相对于所研究的问题可以忽略时,物体可以被看作质点。
【解答】A.是指动车发车时刻,故A错误;
B.由于运动一周的位移为零;故平均速度为零,故B正确;
C.运动员在最高点时,速度为零,但是此时他只受到重力作用,其加速度等于重力加速度,故C错误;
D.研究跳舞的姿态时,其大小和形状不能忽略,故不能看作质点,故D错误;
故选B。
2. 小李同学在学习过程中非常喜欢总结归纳,下图是他用来描述多种物理情景的图像,其中横轴和纵轴的截距分别为n和m,在如图所示的可能物理情景中,下列说法正确的是( )
A. 若为图像,则物体的运动速度可能在减小
B. 若为图像且物体初速度为零,则物体的最大速度为
C. 若为图像,则一定做匀变速直线运动
D. 若为图像且物体初速度为零,则最大速度出现在时刻
【答案】B
【解析】
【详解】A.若为图像,其斜率表示速度,则物体速度保持不变,故A错误;
B.若为图像且物体初速度为零,由动能定理
即
所以物体的最大速度为
故B正确;
C.若为图像,假设物体做匀变速直线运动,则有
即对于匀变速直线运动,其图像不可能是一次函数图像,故C错误;
D.若为图像且物体初速度为零,则图像与坐标轴所围的面积表示速度的变化量,所以物体的最大速度为
出现在时刻,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,倾角为30°的斜面固定在水平地面上,斜面上放有一重力为G的物块A,有一水平轻弹簧一端固定在竖直墙面上,另一端与物块A接触。若物块A静止时受到沿斜面向下的摩擦力大小为,此时弹簧的弹力大小是( )
A. B. C. G D.
【答案】B
【解析】
【详解】对A进行受力分析,利用正交分解法对力进行分解,如图所示
在沿斜面方向,根据平衡条件可得
Fcos30°=f+Gsin30°
其中
解得
故选B。
4. 一倾角为的斜劈放在水平地面上,一物体沿斜劈匀速下滑.现给物体施加如图所示的力F,F与竖直方向夹角为,斜劈仍静止,F在逆时针的旋转到水平向右的过程中,物体始终运动未停下,则地面对斜劈的摩擦力( )
A. 大小一直为零
B. 方向先水平向右再水平向左
C. 方向先水平向左再水平向右
D. 无法判断大小和方向
【答案】A
【解析】
【详解】没有施加力F时,由物体匀速下滑,得
解得
物体受重力G、斜面的弹力、斜面的摩擦力的作用,且三力的合力为零,故与 的合力竖直向上。即
当物体受到外力F时,物体受斜面的弹力为、摩擦力为的作用,和的夹角为,故
则
故无论F的方向如何,即与的合力方向竖直向上,由牛顿第三定律得,物块对斜面体的作用力竖直向下,故斜面体在水平方向上不受力,即则地面对斜劈的摩擦力大小一直为零。
故选A。
5. 某人在站台上等候动车的到来,动车减速进站。该人测得第一节车厢通过他身旁的时间为,动车停下时该人刚好与动车尾部对齐。若动车共有n节车厢,每节车厢长度相同,动车进站可看成匀减速运动,则动车从此人身旁通过所用的时间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】以动车为参考系,人做初速度为零的匀加速直线运动,根据初速度为零的匀加速直线运动通过连续相等的位移的时间之比为
设动车从此人身旁通过所用的时间为t,则有
解得
t=
故选C
6. 如图所示,某工厂将圆柱形工件放在倾角为的斜面上,为防止工件滚动,在其下方垫一段半径与相同的半圆柱体。若逐渐减小斜面倾角,始终处于静止状态,不计与接触面的摩擦,的质量很小。则
A. 所受的合外力变大 B. 斜面对的弹力先变大后变小
C. 对的弹力逐渐变小 D. 对的弹力不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.逐渐减小斜面倾角,始终处于静止状态,则所受的合外力始终为零不变,故A错误;
BCD.对a进行受力分析,如图甲所示
根据平衡条件可知,斜面对a的弹力F1、b对a弹力F2的合力与a的重力等大反向。在斜面倾角逐渐减小过程中,根据几何关系可知,F1和F2的夹角始终不变,而F1与竖直方向的夹角(锐角)逐渐减小,由此作出斜面对a的弹力F1和b对a的弹力F2的变化过程如乙图所示
可知斜面对a的弹力F1变大,b对a的弹力F2逐渐变小;故BD错误,C正确。
故选C。
7. 晾晒衣服的绳子两端A、B分别固定在两根竖直杆上,A点高于B点,原来无风状态下衣服保持静止。某时一阵恒定的风吹来,衣服受到水平向右的恒力而发生滑动,并在新的位置保持静止(如图),不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦,下列说法中一定正确的是( )
A. 有风时,挂钩左右两侧的绳子拉力不相等
B. 无风时,挂钩左右两侧绳子OA较陡
C. 相比无风时,有风的情况下∠AOB大
D. 在有风的情况下,A点沿杆稍下移到C点,绳子的拉力变小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦,且 O点为活结,活结两端的拉力总是相等,A错误;
B.无风时,假设OB与水平方向的夹角为,OA与水平方向的夹角为,两细绳拉力水平方向的分力大小相等,方向相反,有
可得
即挂钩左右两侧绳子倾斜程度相同,B错误;
C.设绳长为L,两杆之间的距离为d,根据几何关系可得
无风时,根据平衡条件可得
解得
有风后,衣服受力多个风力,四力平衡,两个绳子的拉力的合力与重力、风力的合力相平衡,如图2所示的状态
此时通过A点和B点做平行于合力方向的直线,相对于两根杆的方向(如图红线所示),根据图中几何关系可知两根杆(即两红线)之间的距离d变小,风力越大,距离越小,则越小,故有风时∠AOB一定减小,C错误;
D.当在有风的情况下,将A点沿杆稍下移到C点,根据图像可以看出,两端绳子之间的夹角变小,但是两细绳拉力的合力为恒力,则拉力F变小,D正确。
故选D。
8. 某高速公路上ETC专用通道是长为20m的直线通道,且通道前、后都是平直大道。安装有ETC的车辆通过ETC专用道时,可以不停车而低速通过,限速为5m/s。如图所示一辆小汽车先减速,当车头到达通道口时立即做匀速运动,车尾一到通道末端立即加速前进的v—t图像,则下列说法正确的是( )
A. 由图像可知,小汽车的车身长度为5m
B. 图像中小汽车加速过程的位移大小为612.5m
C. 图像中小汽车减速过程的加速度大小为1.25m/s2
D. 图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度大
【答案】AB
【解析】
【详解】A.由图可知,小汽车做匀速直线运动的位移为
x1=vtBC=5×(25﹣20)m=25m
通道长为
l=20m
则小汽车的长度
L=x1﹣l=25m﹣20m=5m
故A正确;
B.图像中小汽车加速过程的位移大小为
m=612.5m
故B正确;
C.小汽车减速过程的加速度大小为
故C错误;
D.小汽车加速过程的加速度大小为
可知图像中小汽车加速过程的加速度比减速过程的加速度小,故D错误。
故选AB。
9. 如图所示,一根不可伸长轻绳两端各系两个质量均为的物块A、B,初始时整个系统静止于水平面上。用一大小为的水平恒力作用在细绳的中点,当细绳绷直时两段细绳所成夹角为,此时系统仍然静止。已知两物块与水平面间的动摩擦因数均为0.6,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,则下列说法正确的是( )
A. 细绳绷直时,每段细绳的拉力大小为
B. 细绳绷直时,物块受到的摩擦力为
C. 若增大且系统依然静止,的最大值为
D. 若增大且系统依然静止,则的最大值为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.细绳绷直时,有
解得
选项A错误;
B.对于物块A,有
则
选项B正确;
CD.若增大且系统依然静止,当达到最大值时有
解得
选项C正确,D错误。
故选BC。
10. 光滑半圆槽的边缘上固定有一轻质定滑轮,轻质定滑轮轴与一直杆AB一端连接,直杆可绕B在竖直面上转动,轻绳一端连接一小球P,另一端跨过轻质定滑轮后套着一铁环Q,然后固定在直杆的A端,如图所示。开始时直杆通过外力水平放置并使整个系统处于平衡状态,不计任何摩擦阻力,小球可视为质点,则( )
A. 若轻绳PB段与BQ段均与竖直方向成30°角,小球P和铁环Q的质量之比为1:1
B. 若小球P的质量足够大,系统平衡时小球P可能位于半圆弧槽的最低点
C. 若通过外力把直杆AB顺时针缓慢转动一小段距离,小球P的位置可能不动
D. 若通过外力把直杆AB逆时针缓慢转动一小段距离,小球P的位置一定下移
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A.受力分析如下图所示,若轻绳PB段与BQ段均与竖直方向成30°角,即
由几何关系可得,OP与竖直方向的夹角也为,对小球P有
,
对铁环Q有
联立可得出小球P和铁环Q的质量之比为1:1,故A正确;
B.如果小球P在半圆弧槽的最低点,那么连接小球的轻绳拉力应该为零,此时整个系统不可能平衡,故B错误;
C.假设小球P位置不变,轻绳拉力不变,B端右侧的绳长l不变,把直杆AB顺时针转动一小段距离,AB段的水平距离d变小,由
可知,变小,绳的拉力
将变小,与小球P位置不变时轻绳拉力不变矛盾,故C错误;
D.直杆AB逆时针缓慢转动一小段距离,AB段的水平距离d也是变小,设,如图建立直角坐标系,对小球P受力正交分解可得
即
可知小球质量不变,轻绳拉力变小,变大,小球P下移,故D正确。
故选AD。
二、实验题(共14分,8+6)
11. (1)在做《探究小车速度随时间变化的规律》的实验时要用到打点计时器,打点计时器是一种计时的仪器,其电源频率为,常用的电磁打点计时器和电火花计时器,它们使用的是___________(填“直流”或“交流”)电,它们每隔__________打一个点。
(2)下列哪些器材是多余的___________;(填序号)
①电磁打点计时器,②天平,③秒表,④低压交流电源,⑤纸带,⑥小车,⑦钩码,⑧刻度尺,⑨一端有滑轮的长木板。
(3)小车拖动纸带运动,打出的纸带如图所示。选出A、B、C、D、E、F、G,7个计数点,每相邻两点间还有4个计时点(图中未标出)。已知各点间位移。则:E点的瞬时速度___________,小车的加速度大小___________(计算结果均保留三位有效数字)。
【答案】 ①. 交流 ②. 0.02s ③. ②③ ④. ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1][2] 常用的电磁打点计时器和电火花计时器,它们使用的是交流电,电源频率为,它们每隔0.02s打一个点
(2)[3] 探究小车速度随时间的变化规律,不需要测量质量,所以不需要天平,由于打点计时器可以记录时间,不需要秒表,故多余的是②和③
(3)[4] 每相邻两点间的时间间隔
根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,E点的瞬时速度
[5] 根据匀变速直线运动推论公式
小车的加速度
12. 小军同学利用如图甲所示的装置可以测量弹簧的劲度系数,整个装置放置在水平桌面上,跨过光滑定滑轮的细线两端分别与放置木板上的木块和弹簧相连接,在木块上放置砝码。向右拉动木板,待弹簧指针示数稳定后,读取弹簧指针的位置1,计算弹簧指针的位置之差可以得到弹簧的伸长量x,小军同学画出弹簧伸长量x与放置木块上的砝码质量m关系如图乙所示。
(1)对于同一次的指针位置读数,不同的人读数可能是不一样的,这样引起的误差是________(选填“偶然误差”或者“系统误差”)
(2)本次实验还需要知道木块与木板之间的动摩擦因数,小军经过多次测量得到动摩擦因数平均值为,其中第三次测量值为,则该次测量的相对误差为________。(结果保留一位有效数字)
(3)由图乙以及木块与木板之间的动摩擦因数,可以求得该弹簧的劲度系数为________N/kg。(结果保留2位有效数字,重力加速度g取)
【答案】 ①. 偶然误差 ②. 4% ③. 4.9
【解析】
【详解】(1)[1]对于同一次的指针位置读数,不同的人读数可能是不一样的,这样引起的误差是偶然误差。
(2)[2]该次测量的相对误差为
(3)[3]设弹簧的劲度系数为k0,木块质量为M,木块受到的摩擦力为f,对木块受力分析得
k0x=f=μ(M+m)g
化简得
可知图乙的图像斜率
把μ=0.25和g=9.8m/s2代入得
k0=4.9N/m
三、解答题(共40分,12+12+16)
13. 单手抓球的难易程度和手的大小、手指与球间的动摩擦因素有关。用以下简化模型进行受力分析:假设用两手指对称抓球,手指与球心在同一竖直面,手指接触点连线水平且相距为L,球半径为R,接触点与圆心的连线与水平夹角为θ,手指和球间的动摩擦因数为μ,球质量为m。已知重力加速度为g,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,忽略抓球引起的球变形。求两手指间距L的最小值和每个手指对球压力的最小值。
【答案】;
【解析】
【详解】[1]对篮球受力分析,如图
竖直方向由平衡条件
因
化简可得
所以
可得
根据几何关系得
由图可知
所以
故两手指间距L最小值为;
[2]因为
即
故每个手指对球的压力最小值为。
14. 如图甲所示,下端离地面处有一竖直的空管,管长L为2.8m,、为空管的上、下两端,空管由于受外力作用,由静止开始竖直向下运动,其运动图像如图乙所示,同时在处一个大小不计的小球以初速度竖直上抛,不计一切阻力和在地面的反弹,取。求:
(1)若小球初速度为8m/s,小球上升过程中离地面的最大高度;
(2)若小球初速度为8m/s,小球经过多长时间从管的端相对向上穿出;
(3)欲使在空管落地瞬间,小球必须处于空管之内,在其他条件不变的前提下,求小球的初速度大小的范围。
【答案】(1)9.6m;(2)0.4s;(3)
【解析】
【详解】(1)小球的运动为竖直上抛运动,设上抛的高度为
解得
离地最大高度
(2)设时刻圆筒还未到达匀速,小球从圆筒上端穿出
小球上升
圆筒下落
解得
或(舍去)
(3)当时,圆筒匀加速下落
匀速下落
圆筒落地总时间
则小球在时间内满足:
解得
15. 如图所示,水平地面上固定了一个倾角为30°的斜面,一个质量为4kg的物块恰好能沿斜面匀速下滑。现对该物块施加一个与斜面平行的力F,让物块在斜面内沿某方向做匀速直线运动。已知图中虚线与斜面的底边AD平行,重力加速度g取10m/s2。试回答以下问题:
(1)求物块与斜面间的动摩擦因数;
(2)若让物块沿虚线向右匀速运动,求F的大小和F与虚线间的夹角;
(3)若力F的大小是20N,求物块匀速运动的方向与虚线间的夹角。
【答案】(1);(2),F与虚线间的夹角;(3)物块匀速运动的方向与虚线间的夹角
【解析】
【详解】(1)物块恰好能沿斜面匀速下滑受力如图
根据平衡条件有
解得
(2)若让物块沿虚线向右匀速运动,设F与虚线间的夹角θ,受力如图:
根据平衡条件有
又
联立解得
(3)沿斜面方向重力的下滑分力
摩擦力大小
若力F的大小是20N,使物块沿斜面匀速运动,受力如图:
根据几何关系可知三个力的夹角为120°,F与F合的夹角为60°,则物块匀速运动的方向与虚线间的夹角
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