山东省聊城市临清市第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考物理试题
2024-12-12
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内容正文:
1
2024-2025 学年度高一第一学期月考(二)
物理试题
第 I卷 选择题
一、单项选择题:本题共 8 小题,每小题 3 分,共 24 分。在每小题给出的四个选项中,只
有一项是符合题目要求的。
1. 北京时间 2022 年 11 月 12 日 10 时 03 分,搭载着天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭,在我
国文昌航天发射场准时点火发射,约 10 分钟后,天舟五号货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道。天
舟五号货运飞船入轨后顺利完成状态设置,于北京时间 11 月 12 日 12 时 10 分,采取自主快速交会对接
模式,成功对接于空间站天和核心舱后向端口,中国航天员首次在空间站迎接货运飞船来访。交会对接
完成后,天舟五号将转入组合体飞行段。结合材料信息,下列说法正确的是( )
A. 天舟五号货运飞船和空间站天和核心舱交会对接时,可以把天舟五号货运飞船看做质点
B. 北京时间 2022 年 11 月 12 日 12 时 10 分指的是时间间隔
C. 长征七号遥六运载火箭发射起飞后,在加速上升阶段,火箭内的天舟五号货运飞船处于超重状态
D. 在我国空间站里的航天员不受重力作用,没有了惯性
2. 如图是某种桌面阅读支架的示意图。我们做作业时,将教科书放在支架的木质斜面上,通过调节斜面
倾角θ可以获得更好的舒适度。已知教科书与斜面始终相对静止,下列说法正确的是( )
A. 教科书受到的摩擦力始终沿斜面向下
B. 斜面对教科书的支持力是因为斜面发生形变产生的
C. 教科书受到重力、支持力、摩擦力、下滑力共四个作用力
D. 斜面对教科书的弹力与课本受到的重力是一对作用力和反作用力
3. 甲、乙两辆汽车从同一地点出发且在同一条平直公路上运动,两辆汽车的速度一时间(v-t)图像如
图所示,由图像可以看出在 0
~
6s 内( )
A. 在 2s 时,甲汽车运动方向发生改变
B. 4s 时甲、乙两辆汽车相遇
C. 0~6s 内甲汽车的平均速度等于乙汽车的平均速度
D. 0~6s 内甲、乙两辆汽车之间的最大距离为 6m
4. 如图所示,质量为 0.1kg 的小球套在固定的水平杆上,受到竖直面内与杆成 53°的拉力作用向右匀速
2
运动,拉力大小为 20N。重力加速度取 210m/s ,sin 53 0.8 ,cos53 0.6 ,则小球与杆之间的动摩擦
因数为( )
A. 0.2 B. 0.4
C. 0.6 D. 0.8
5. 如图,四个质量相同的的小球,小球 A 和小球 B 之间用轻弹簧相连,然后用轻绳悬挂在 O 点,小球 C
和小球 D 之间用轻绳相连,然后用轻绳悬挂在 O′点。重力加速度为 g。下列说法正确的是( )
A. 剪断 OA 间轻绳瞬间,球 A、B 的加速度大小分别为 2Aa g , Ba g
B. 剪断 OA 间轻绳瞬间,球 A、B 的加速度大小分别为 Aa g , Ba g
C. 剪断 O′C 间轻绳瞬间,球 C、D的加速度大小分别为 2Ca g , Da g
D. 剪断 O′C 间轻绳瞬间,球 C、D的加速度大小分别为 Ca g , Da g
6. 引体向上是我们日常生活中行之有效的健身方法之一,当你双手握住单杠处于静止状态时,可以简化
成如下模型:在水平杆 MN 上套有两个质量不计的小环 A和 B,一不可伸长的轻质细线两端分别系在环 A、
B 上,并在细线中点处通过小滑轮悬挂一个质量为 m 的物块,整个系统处于平衡状态。当增加 A、B之间
的距离,整个系统再次达到平衡状态后,下列说法正确的是( )
A. 轻质细线所受的拉力变小
B. 小环 A 和 B 所受支持力都变小
C. 小环 A 和 B 所受摩擦力都变大
D. 水平杆对环 B的作用力不变
7. 小球 a 从距地面高 5m 的位置由静止释放,同时在 a 正下方另一小球 b 从地面以 10m/s 的初速度竖直
向上抛出,重力加速度取 210m/s ,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. b 下降的过程中与 a 相碰
B. 两小球经历 0.6s 相碰
C. 两小球相碰时速度大小相等
D. 两小球相碰时距地面高度为 4m
8.如图甲所示,在倾角为 30°的足够长的光滑固定斜面上,有一质量为 m 的物体,受到沿斜面方向的力
F 作用,力 F 按图乙所示规律变化(图中纵坐标是 F与 mg 的比值,力 F 沿斜面向上为正).则物体运动的
速度 v 随时间 t 变化的规律是下列选项图中的(物体的初速度为零,重力加速度 g取 10 m/s2)( )
3
图甲
二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。在每小题给出的四个选项中,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。
9. 神舟飞船返回地面时,在距离地面 1m 处启动着陆反推发动机,使飞船匀减速竖直下落,接触地面时
的速度几乎为零。将最后 1m 长的距离分成相等的两段,下列说法正确的是( )
A. 飞船依次通过两段的平均速度之比为1: ( 2 )1
B. 飞船依次通过两段的平均速度之比为 2 :1
C. 飞船依次通过两段的速度变化量之比为 ( 2 1) :1
D. 飞船依次通过两段的速度变化量之比为 2 :1
10. 中国无人潜水器海斗一号,最大下潜深度达到 10908m,创造了世界纪录。某次潜水器模拟下潜过程
的速度 v 随时间 t 变化的规律如图所示,潜水器内水平地板上放着质量为 m 的物块。下列说法正确的是
( )
A. 0—15s 内,潜水器向下运动了 200m
B. 0—5s 内,潜水器加速下降,物块处于失重状态
C. 5—10s 内,潜水器匀速下降,物块对地板的压力为零
D. 10—15s 内,潜水器减速下降,物块处于超重状态
11. 2023 年 12 月 14 日滨州市大部分地区普降暴雪,此次暴雪过程范围大、相态复杂、降雪强,具有一
定极端性。积雪和道路结冰对交通运输、城市运行和农业等有不利影响。在干燥水平路面上汽车以 36km/h
行驶,刹车距离为 6.25m。雪后路面结冰,汽车的刹车加速度降为原来的
1
4
,容易发生追尾事故,所以要
降低车速,同时增大行车间距。若此辆汽车以 20km/h 的速度行驶时,下列说法
正确的是( )
A. 雪后路面结冰时,汽车刹车加速度大小为 2m/s
2
4
B. 雪后路面结冰时,汽车刹车距离约为 1.93m
C. 雪后路面结冰时,汽车刹车时间约为 2.78s
D. 雪后路面结冰时,汽车刹车过程中平均速度大小约为 5.2m/s
12. 如图,质量为 M1和 M2的木箱 P、Q叠放在平板车上,定滑轮固定在 Q上,P右侧连接水平轻绳,轻绳
另一端绕过定滑轮连接一质量为 m 的小球。当平板车沿水平方向运动时,连接小球的轻绳与竖直方向的
夹角为θ,所有物体都与平板车保持相对静止,重力加速度为 g。下列说法正确的是( )
A. 平板车运动的加速度方向水平向左,大小为 sing
B. Q 对平板车的压力大小等于 1 2( )M M m g
C. 木箱 P 受到的静摩擦力方向水平向左,大小为
cos
mg
D. 平板车对 Q 的静摩擦力方向水平向左,大小为 1 2( ) tanM M m g
第 II 卷 非选择题
三、实验题:本题共 2小题,共 16分。
13. 某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置来测量自由落体过程中的重力加速度。铁架台竖直放置在水
平面上,上端固定电磁铁 M,A、B为位置可调节的光电门,光电门均与数字计时器(未画出)相连,已
知钢球的直径为 d。
实验步骤如下:
①接通 M 的开关,吸住钢球;
②将光电门 A、B固定在钢球正下方;
③断开 M 的开关,钢球自由下落,记录钢球分别通过光电门 A、B 的时间 1t 和 2t ,
以及钢球从光电门 A运动到光电门 B 的时间 t,重复测量 3 次取平均值;
④保持光电门 A位置不变而改变光电门 B 的位置并固定,重复步骤③。
回答下列问题:
(1)小球经过光电门 A 时的速度为__________(用题中给出的字母表示);
(2)实验测量出多组数据,作出图像
2
1t
t
,如图乙所示,若图像斜率为 k,
重力加速度大小为_________(用题中物理量符号表示);
(3)在实验中用小球通过光电门的平均速度表示小球球心通过光电门的瞬时速度,是不准确的。实际上,
小球通过光电门的平均速度___________(选填“大于”、“小于”或“等于”)小球球心通过光电门的瞬
时速度;
5
(4)为了减小(3)中误差,可以采取的措施是__________(只有一项正确)。
A.小球的直径尽量小一些 B.小球的直径尽量大一些
C.光电门 A、B 间距小一些 D.光电门 A、B 间距大一些
14. 在某次探究加速度与力、质量的关系实验中,甲、乙两组同学分别设计了如图 1 和图 2 所示的实验
装置,小车总质量为 M,槽码总质量为 m。
(1)关于这两组实验,要达到实验目的,下列说法中正确的是_________;
A.图 1实验需要补偿阻力,图 2 实验不需要补偿阻力
B.图 1和图 2 实验中,小车在释放前都应靠近打点计时器放置
C.图 1实验应该先接通打点计时器电源再释放小车,图 2实验应该先释放小车再接通打点计时器电源
D.图 1实验需要满足M m ,图 2 实验不需要满足M m
(2)甲组同学在保证实验装置规范合理的情况下,利用实验装置得到一条纸带如图 3所示,纸带中相邻
两点间的时间间隔为 T,由此可得小车此时的加速度为__________(用
1
x 、
2
x 、T 表示)。多次操作后,
甲组的两位同学用实验所得数据,在同一坐标系内画出了如图 4 所示的两条
1a
M
图像,由图像可判断,
他们实验时所挂的槽码质量应是 1m _________ 2m (选填“”、“”或“”);
(3)乙组同学在完成补偿阻力工作之后,某同学以力传感器的示数 F 为横
坐标,小车的加速度 a 为纵坐标,画出的 a F 图线如图所示,求得图线的
斜率为 k,则小车的质量M 与小车上传感器的质量 m 之间的关系式为
____________。
6
三、计算题:本题共 4小题,共 44分,解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算
步骤,只写出最后答案的不得分,有数值计算的题答案必须明确写出数值和单位。
15.(9 分) 某互联网物流配送公司正在尝试运营无人机送外卖的新模式。如图,一架无人机在往高层住
宅送货时,携带外卖箱从地面以 2m/s2的加速度由静止开始竖直向上做匀加速直线运动,1s 后开始匀速上
升,当高度达到 16m 时无人机开始做匀减速直线运动,又经过 2s 到达用户阳台附近,此时无人机恰好悬
停。已知外卖箱中携带质量为 3kg 的货物,整个运动过程中无人机可视为质点,重力加速度 g=10m/s2,
不计空气阻力。求:
(1)无人机匀速上升的时间;
(2)用户阳台距地面的高度;
(3)减速上升过程中,货物对外卖箱的压力大小。
16.(8 分)居民楼改造需要把建材吊运到楼顶。如图,建材的质量 20kgm ,人的质量 60kgM ,缓
慢吊运过程中,某时刻轻绳 OA、OB 分别与竖直方向的夹角为 30 、 60 、 210m / sg 。求该
时刻:
(1)轻绳 OA 和 OB 上的拉力大小;
(2)为使人保持静止,人与地面间的动摩擦因数的最小值(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)。
7
17.(13 分)如图 3 所示,质量为 1 kg 的小球套在一根足够长的固定直杆上,杆与水平方向成θ=37°
角,球与杆之间的动摩擦因数μ=0.5.小球在大小为 20 N、方向竖直向上的拉力 F 作用下,从距杆的底
端 0.24 m 处由静止开始沿杆斜向上运动,经过 1 s 后撤去拉力 F(g 取 10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°
=0.8).求:
图 3
(1)撤去拉力 F 前,小球沿杆上滑的加速度大小;
(2)小球从开始运动直至滑到杆的底端所需的时间.
8
18.(14 分)如图所示,倾角 37 的固定斜面上放有物块 A 和 B,A、B 之间拴接有劲度系数 4N/cmk
的轻弹簧,物块 B 和小桶 C 由跨过光滑的定滑轮的轻绳连接。开始时弹簧处于原长, A、B、C均处静止
状态,且 B 刚好不受摩擦力,轻弹簧、轻绳平行于斜面。已知 A、B的质量 A B 2kgm m ,A、B 与斜面
间的动摩擦因数均为 0.875,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度 g 取 210m/s , sin 37 0.6° ,
cos37 0.8° 。
(1) 求 C 的质量 Cm ;
(2) 求开始时 A 受到的摩擦力;
(3)若向 C 中缓慢加入沙子,当 B 刚要向上运动还没动时,加入沙子的总质量记为 1m ,继续缓慢加入沙
子,B 缓慢向上运动,当 A 刚要向上运动还没动时(C未触地,弹簧处于弹性限度范围内),加入沙子的
总质量记为 2m ;求:
①
1
2
m
m
②A刚要向上运动时, B 已经向上运动的距离。
1
2024-2025 学年度高一第一学期月考(二)
物理试题答案
一、单项选择题
1. 【答案】C
【详解】A.天舟五号货运飞船和空间站天和核心舱交会对接时,天舟五号货运飞船的形状、大小不可忽
略,不可以被看成质点,故 A 错误;
B.北京时间 2022 年 11 月 12 日 12 时 10 分指的是时刻,故 B 错误;
C.长征七号遥六运载火箭发射起飞后,在加速上升阶段,加速度方向向上,处于超重状态,故 C 正确;
D.在空间站中航天员处于完全失重状态,仍受重力作用;惯性只与质量有关,仍具有惯性,故 D 错误。
2. 【答案】B
【详解】A.教科书受到的摩擦力始终沿斜面向上,故 A 错误;
B.斜面对教科书的支持力是因为斜面发生形变产生的,故 B 正确;
C.教科书受到重力、支持力、摩擦力三个作用力,所谓的下滑力是重力沿斜面向下的分力,故 C 错误;
D.斜面对教科书的弹力与课本受到的重力是不同性质的力,不是一对作用力和反作用力,故 D错误。
3. 【答案】D
【详解】A.在 2s 时,甲汽车由加速运动变为减速运动,运动方向没发生改变,故 A 错误;
B.4s 时甲、乙两辆汽车有共同速度,图像下与坐标轴围成的面积表示位移,可知甲在前面,故 B 错误;
C.0~6s 内甲汽车的平均速度
1
1 6 4
2 m/ s 2m/ s
6
v
0~6s 内乙汽车的平均速度 2 3
2 3m/ s 1.5m/ s
4
v v at
0~6s 内甲汽车的平均速度大于乙汽车的平均速度,故 C 错误;
D.0~6s 内甲、乙两辆有共同速度时,两车之间的距离最大为
m
1 1 1Δ 2 4m 2 4 2m 4 2m 6m
2 2 2
x x x 甲 乙 故 D 正确。故选 D。
4. 【答案】D
【详解】对小球受力分析,受力如图所示。
N sin 53 15NF F mg
f NcosF F F
解得 0.8 故选 D。
2
5. 【答案】D
【详解】AB.剪断 OA 间轻绳瞬间,轻绳拉力突变为零,弹簧弹力 F 瞬间保持不变,对 A 球列牛顿第二定
律 mg F ma
对 B 球有 F mg
解得 A 2a g
B 0a 故 AB 错误;
CD.剪断 O′C 间轻绳瞬间,轻绳 O′C 拉力突变为零,球 C、D可视作一个整体,则有
2 2mg ma
解得 a g 故 C 错误,D 正确。故选 D。
6. 【答案】C
【详解】A.对小滑轮受力分析,受物块的拉力和两细线的拉力,如图
设细线与竖直方向的夹角为 ,由力平衡条件可得
2 cosT mg
当增加 A、B之间的距离, 增大, cos 减小,轻质细线所受的拉力变大,故 A错误;
B.当增加 A、B 之间的距离,整个系统再次达到平衡状态后,竖直方向上受到杆对小环 A 和 B 的支持力
还有物块的重力,由于物块重力不变,所以小环 A 和 B 所受支持力保持不变,故 B 错误;
C.对小环 A 进行受力分析,设细线与杆夹角为 ,小环 A保持静止,受力如图所示
由平衡条件知小环 A 受到的合力为 0,可得
cosT f , sinT θ N=
当增加 A、B 之间的距离时, 减小,由于 N不变,所以可得 T 变大,f 变大,根据
对称性可知小环 A、B受到的摩擦力也增大,故 C正确;
D.水平杆对环 B 的作用力包括竖直方向杆对 B 的支持力 N,和水平方向对 B 的摩擦力 f,由于 N 不变,f
增大,根据力的合成可知水平杆对环 B 的作用力变大,故 D 错误。故选 C。
7. 【答案】C
【详解】B.设经历时间 t后两小球相碰,该过程中小球 a的位移为
2
1
1
2
h gt
小球 b 的位移为
2
2 0
1
2
h v t gt
两球相碰,所以两球之间的位移关系有 1 2h h h
3
解得 0.5st 故 B 项错误;
A.b 球上升阶段需要时间为 t上 ,有 00 v gt 上
解得 1s 0.5st 上
所以两球在 b 球上升过程中相碰,故 A 项错误;
C.碰撞时 a球的速度大小为 5m/sav gt
b 球的速度大小为 0 5m/sb av v gt v 故 C项正确;
D.将 0.5st 有 22 0
1 15m
2 4
h v t gt 故 D 项错误。 故选 C。
8.答案 C
解析 在 0~1 s 内,
F
mg
=1,根据牛顿第二定律得 a1=
F-mgsin θ
m
=
1
2
g,方向沿斜面向上,物体向上做
匀加速直线运动,在 1 s 末的速度为 5 m/s;在 1~2 s 内,拉力 F为零,根据牛顿第二定律得 a2=
mgsin θ
m
=
1
2
g,方向沿斜面向下,物体沿斜面向上做匀减速直线运动,2 s 末速度为零;在 2~3 s 内,
F
mg
=-1,
根据牛顿第二定律得 a3=
|F|+mgsin θ
m
=
3
2
g,方向沿斜面向下,物体沿斜面向下做匀加速直线运动,3 s
末的速度大小 v=a3t=15 m/s,方向沿斜面向下,为负,C正确.
二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题 4 分,共 16 分。在每小题给出的四个选项中,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。
9. 【答案】AC
【详解】在初速度为零的匀变速直线运动中,连续相等位移的时间比为
1 2 3: : : 1: ( 2 :1) : ( 3 2) :t t t
神舟飞船返回地面的过程可以看作是反方向的初速度为零的匀加速直线运动,设返回地面过程中第一段
位移所用时间为 2t ,第二段位移所用时间为 1t ,故飞船依次通过两段的平均速度之比为
2 2
1
1
1
2 1
x
tv
xv
t
飞船依次通过两段的速度变化量之比为 2 2
1 1
2 1
1
v at
v at
故选 AC。
10. 【答案】BD
4
【详解】A. v t 图像与坐标轴围成的面积表示位移,0—15s 内,潜水器向下运动的深度为
1 10 5 15 10m 100m
2
h 故 A 错误;
B.0—5s 内,潜水器加速下降,加速度向下,物块处于失重状态,故 B正确;
C.5—10s 内,潜水器匀速下降,物块处于平衡状态,物块对地板的压力为mg,故 C错误;
D.10—15s 内,潜水器减速下降,加速度向上,物块处于超重状态,故 D 正确。 故选 BD。
11. 【答案】AC
【详解】A.在干燥水平路面上,汽车的初速度为 0 36km/h 10m/sv
刹车时的加速度为 1a ,则
2
1 1 02a x v
解得
2
1 8m/sa
雪后路面结冰,汽车的刹车加速度降为
2
2 1
1 2m/s
4
a a 故 A 正确;
B.雪后路面结冰,汽车的速度为 1
5020km/h m/s
9
v
则汽车的刹车距离为
2
1
2
2
625 m 7.72m
2 81
vx
a
故 B错误;
C.雪后路面结冰,汽车的刹车时间为
1
2
25 s 2.78s
9
vt
a
故 C正确;
D.雪后路面结冰时,汽车刹车过程中平均速度大小为 2
25 m/s 2.78m/s
9
xv
t
故 D 错误。故选 C。
12. 【答案】BD
【详解】A.对小球受力分析可知,平板车运动的加速度方向水平向左,大小为 tana g
选项 A 错误;
B.对 PQ 和小球的整体分析可知,平板车对 Q 的支持力大小 1 2( )N M M m g
则 Q 对平板车的压力大小等于 1 2( )M M m g ,选项 B 正确;
C.对木箱 P分析可得 1f T M a
对小球
cos
mgT
可得木箱 P 受到的静摩擦力方向水平向左,大小为 1 cos
mgf M a
选项 C 错误;
D.对 PQ 和小球的整体分析可知,水平方向,平板车对 Q 的静摩擦力方向水平向左,大小为
'
1 2 1 2( ) ( ) tanf M M m a M M m g
5
选项 D 正确。故选 BD。
第 II 卷 非选择题
三、实验题:本题共 2小题,每空 2分,共 16 分。
13. 【答案】 ①.
1
d
t ②.
d
k
③. 小于 ④. A
【详解】(1)[1]钢球通过 A 的速度为 1
1
dv
t
(2)[2]由速度公式可得
gt
tt
12
dd
解得
2 1
1d dt
g t gt
图像斜率为 k,则
dk
g
解得
dg
k
(3)[3] 实际上,小球通过光电门的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,小于中间位置的瞬时速度,即
小于小球球心通过光电门的瞬时速度;
(4)[4]AB.换用直径小一些的小钢球,小球通过光电门时时间更短,测量值更接近真实值,误差减小,
故 A 正确,B错误;
CD.光电门 A、B间距调整对小球通过光电门的平均速度没有影响,故 CD 错误。故选 A。
14. 【答案】 ①. BD##DB ②. 2 123
x x
T
③. ④.
1M m
k
【详解】(1)[1]A.两组实验都认为细线的拉力就是小车所受的合力,则两组实验都需要补偿阻力,使
小车重力沿长木板方向的分力等于阻力,故 A 错误;
B.两组实验中,小车在释放前都应靠近打点计时器放置,故 B正确;
C.两组实验中,都应该先接通打点计时器电源再释放小车,故 C 错误;
D.图 1实验认为槽码的重力等于细线的拉力,则需要满足M m ;图 2 实验用力传感器直接测量细线
的拉力,则不需要满足M m ,故 D 正确。
故选 BD。
(2)[2]由逐差法可得 2 12 23
x xxa
T T
[3] 根据题意,由牛顿第二定律有 mg Ma
6
可得
1a mg
M
由
1a
M
图可知,图线 1 的斜率大于图线 2 的斜率,则有
1 2m m
(3)[4] 由牛顿第二定律得 F M m a
变形得
1a F
M m
图像的斜率为
1k
M m
可得
1M m
k
三、计算题:
15.(9 分)【答案】(1)7.5s;(2)18m;(3)27N
【详解】(1)匀加速直线运动过程,根据位移公式有
2
1 1 1
1
2
x a t
匀加速直线运动过程,根据速度公式有 1 0 1 1v v a t
根据题意可知,匀速直线运动的位移 2 1 1x h x
匀速直线运动过程有 2 1 2x v t
解得 2 7.5st
(2)匀减速直线运动的位移 3 1 3
1
2
x v t
则用户阳台距地面的高度 1 3H h x
解得 18mH
(3)匀减速直线运动的加速度大小
1
3
a v
t
根据牛顿第二定律有 N1mg F ma
解得 N2 N1F F
由牛顿第三定律可知,货物对外卖箱的压力 N2 27NF
16.(8 分) 【答案】(1)200 3N,200N;(2) 3
5
7
【详解】(1)设轻绳OA OB、 上的拉力分别为 TOAF 和 TOBF ,根据共点力平衡可得
T Tcos cosOA OBF mg F
T Tsin sinOA OBF F
联立解得 T 200 3NOAF
T 200NOBF
(2)对人进行受力分析,竖直方向有
N TOBcosF F Mg
解得 N 500NF
根据牛顿第三定律可得人对地面的压力大小为
N 500NF
对人根据平衡条件可得
N OBsinTF F
解得
3
5
则人与地面间的动摩擦因数的最小值为
3
5
。
17.(13 分)答案 (1)2 m/s
2
(2)2.4 s
解析 (1)小球在拉力 F 作用下上滑时,对小球受力分析,如图甲所示,
沿杆方向有 Fsin θ-mgsin θ-Ff1=ma1,
沿垂直于杆方向有 Fcos θ=mgcos θ+FN1,
且 Ff1=μFN1,
联立解得 a1=2 m/s
2.
(2)小球在 F作用下上滑 1 s,则 v1=a1t1=2×1 m/s=2 m/s,
x1=
1
2
a1t1
2
=
1
2
×2×1
2
m=1 m,
8
撤去拉力 F 后,小球继续向上运动,对小球受力分析,如图乙所示,
沿杆方向有 mgsin θ+Ff2=ma2,
沿垂直于杆方向有 FN2=mgcos θ,
且 Ff2=μFN2,
联立解得 a2=10 m/s
2,
此过程 x2=
v1
2
2a2
=
2
2
2×10
m=0.2 m,
t2=
v1
a2
=0.2 s,
小球运动到最高点后开始下滑,对小球受力分析,如图丙所示.
沿杆方向有 mgsin θ-Ff3=ma3,
垂直于杆方向有 mgcos θ=FN3,
且 Ff3=μFN3,
联立解得 a3=2 m/s
2,
球下滑到杆的底端,通过的位移 x=x0+x1+x2=1.44 m,
由 x=
1
2
a3t3
2,可得 t3=1.2 s,
所需总时间 t=t1+t2+t3=2.4 s.
18.(14 分)【答案】(1)1.2kg;(2)12N;(3) 1
2
7
20
m
m
,6.5cm
【详解】(1)把 B、C视为整体,由平衡条件有 B Csinm g m g ,解得 C 1.2kgm
(2)对 A 进行受力分析,由平衡条件有 A sinf m g 解得 12Nf
(3)①当 B 刚要向上运动时,将 B、C和沙子视为整体,由平衡条件有 B B C 1sin cosm g m g m m g
当 A 刚要向上运动时,将 A、B、C和沙子视为整体,则有 A B A B C 2sin cosm m g m m g m m g
解得
1
2
7
20
m
m
②当 A 刚要往上运动时,对 A 进行受力分析,则有 A Asin cosT m g m g
由胡克定律有T kx ,解得 6.5cmx
说明 B 已经向上运动了6.5cm。
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