内容正文:
四川省广元市川师大万达中学2024-2025学年度第一学期第三次月考
高一年级物理试题
注意事项:
1.本试卷分为试卷分为Ⅱ卷,共4页。答题前,请考生务必将自己的学校、姓名、座位号、准考证号等信息填写在机读卡上及答卷的密封区内。
2.作答非选择题时必须用黑色字迹0.5毫米签字笔书写在答卷的指定位置上,作答选择题必须用2B铅笔在机读卡上将对应题目的选项涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,请保持机读卡卡面清洁和答题纸清洁,不折叠、不破损。
3.考试结束后,请将答题纸和机读卡交回。
第Ⅰ卷选择题(48分)
一、单项选择题(共8个小题,每题4分,共计32分)
1. 下列单位中,属于国际单位制基本单位的是( )
A. 米/秒 B. 焦耳 C. 克 D. 米
2. 一物体同时受到同一平面内三个共点力的作用,下列几组力的合力可能为零的是( )
A. 1N、3N、6N B. 2N、4N、7N C. 6N、6N、6N D. 3N、4N、8N
3. 如图,消防战士在进行徒手爬杆训练,杆保持竖直。战士先采用“双手互换握杆”的方式保持身体匀速上升,到达杆顶后再采用“手握腿夹”的方式匀速下滑到地面。设战士匀速上升和匀速下滑所受的摩擦力分别为和,不计空气阻力。则( )
A. 竖直向上,竖直向下
B. 竖直向下,竖直向上
C. 、的大小相等
D. 是静摩擦力,数值上大于
4. 小明想测量地铁启动或减速过程中的加速度,他把一支圆珠笔绑在一根细绳的下端,细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁启动后的某段过程中,细绳偏离了竖直方向,他用手机拍摄了当时情景的照片(如图甲),拍摄方向跟地铁前进方向垂直。可简化为如图乙所示的示意图。经过测量图中AB=30mm,BC=6mm,若g取,估算地铁加速度大小正确的是( )
A. B. C. D.
5. 汽车以20m/s的速度做匀速直线运动,见前面有障碍物立即刹车,刹车后加速度大小为5m/s2,则汽车刹车后2s内及刹车后6s内通过的位移之比为( )
A. 1:9
B. 3:4
C. 5:13
D. 1:3
6. 如图所示,物体甲放置在水平地面上,经跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连,整个系统处于静止状态。现对小球乙施加一个水平力F,使小球乙缓慢向右移动一小段距离,物体甲仍保持静止。则在此过程中,物体甲受到地面的支持力( )
A. 不变 B. 变大
C. 变小 D. 以上三种情况都有可能
7. 如图所示,一可视为质点的小物块先后沿两光滑斜面Ⅰ和Ⅱ从顶端由静止滑下﹐到达底端的时间分别为t1和t2,斜面Ⅰ与水平面的夹角为30°,斜面Ⅱ与水平面的夹角为45°(未标出),则( )
A. B. C. D. 无法判断
8. 如图所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是( )
A. B. ma
C. D.
二、多项选择题(共4个小题,选对得4分,选对不全得4分,有错选得0分,共16分)
9. 在某次百米田径比赛中,用轨道摄像机拍摄运动员的比赛过程,摄像机和运动员在平行轨道上同向运动,两者的位移x随时间t变化的图像如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 摄像机做匀加速直线运动
B. 运动员和摄像机在同一个位置开始运动
C. 时刻,运动员的速度大于摄像机的速度
D. 时间内,摄像机的平均速度小于运动员的平均速度
10. 如图所示,斜面固定、足够长,滑块A、B接触面与斜面平行,相对静止,在A、B以相同的初速度保持相对静止沿斜面向上滑的过程中,下列说法正确的是( )
A. 若斜面与B接触面光滑,则滑块A、B间没有摩擦力
B. 若斜面与B接触面光滑,则滑块A、B间有摩擦力
C. 若斜面与B接触面粗糙,则A受到平行斜面向下的摩擦力
D. 若斜面与B接触面粗糙,则A受到平行斜面向上的摩擦力
11. 如图所示,质量M=2kg的长木板位于光滑水平面上,质量为m=1kg的物块静止在长木板上,两者之间的动摩擦因数μ=0.5.重力加速度大小,物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力,现对物块施加水平向右的恒力F,下列说法正确的是( )
A. 若F=3N,物块m将保持静止状态
B. 若F=6N,两者一起匀加速运动的加速度大小为
C. 若F=7N,两者相对滑动
D. 若F=9N,长木板M受到滑动摩擦力且大小为5N
12. 中国载人航天史上的首堂太空授课,于2013年6月20日上午10时开讲,神舟十号航天员在天宫一号开展基础物理实验,为全国青少年进行太空授课;女宇航员王亚平向同学们提出了如何测质量的问题,大家知道质量可以用天平测量,可是在宇宙空间怎样测量物体的质量呢?如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图.若已知某宇宙飞船的质量为3200kg,其尾部推进器提供的平均推力为900N,在飞船与空间站对接后,推进器工作8s测出飞船和空间站速度变化是1.0m/s。则下面说法中正确的是( )
A. 无法测出空间站的质量
B. 可测出空间站的质量为4000kg
C. 飞船与空间站组合体运行的加速度大小为0.125
D. 在此过程中飞船对空间站的作用力为400N
第Ⅱ卷 非选择题(52分)
三、实验题(共2小题,每空2分,共18分)
13. 小曾同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳,a、b为两弹簧测力计。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F'两力中,方向一定沿AO方向的是_____;
(2)本实验采用的科学方法是_____;
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(3)下列措施可以减小实验误差的是____。
A.橡皮条应与两绳套夹角的平分线在同一直线上
B.用两个弹簧测力计拉橡皮条时,两个绳套的夹角必须等于90°
C.用两个弹簧测力计拉橡皮条时,弹簧测力计尽量与木板平行
D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
(4)若弹簧秤a、b间夹角始终大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OA的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OA的夹角,则弹簧秤b的读数_____(填“变大”“变小”或“不变”)。
14. 如图,为验证牛顿第二定律的实验装置示意图,连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器,小车和挂在竖直面内的拉力传感器,用一条柔软的轻绳通过光滑的定滑轮和动滑轮连接起来,拉力传感器是一种将物理信号转变为可测量的电信号装置,用于测小车受到拉力的大小。则:
(1)在安装实验器材时,要调整定滑轮的高度,使拴小车的轻绳与木板平行。这样做的目的是______(选填字母代号)。
A.防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰
B.保证小车最终能够实现匀速直线运动
C.在平衡摩擦力后使轻绳拉力等于小车受到的合力
D.防止小车在木板上的运动过程中发生抖动
(2)实验中______(选填“需要”或“不需要”)满足所挂钩码质量m远小于小车质量M。
(3)第一实验小组在实验中得到了一条纸带,用毫米刻度尺测量并在纸带上标出了这部分的长度,相邻两计数点间的距离如图所示,相邻两计数点间还有4个计时点未标出,已知打点计时器使用的低压交流电源的频率为50Hz,根据图中数据计算出在纸带上打下B点时的速度为______m/s,纸带的加速度大小为______(计算结果均保留两位有效数字)。
(4)第二实验小组根据测量数据作出的图像,如图所示,该组同学做实验时存在的问题是______。
四、解答题(共3小题,共34分,写出必要的文字说明、表达式和重要步骤)
15. 某物体A静止于水平地面上,若给它一个水平向右的初速度 ,使其在粗糙水平地面上做加速度大小为2m/s2 的匀减速运动. g=10m/s2.求:
(1)物体A向右滑行的最大距离:
(2)若物体A右方 处有一辆汽车B,在物体A获得初速度v0的同时,汽车B从静止开始以a=2m/s2的加速度向右运动,通过计算说明物体A能否撞上汽车B?
16. 如图甲所示,倾角为的斜面与水平面始终保持静止,斜面上有质量的物体A,物体A恰好能沿斜面匀速下滑。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,当地重力加速度,则:
(1)求物体A与斜面间的动摩擦因数;
(2)若对物体A施加水平向右拉力,如图乙所示,使物体A在斜面上保持静止不动,求斜面体受物体A摩擦力大小和方向?(取1.732,计算结果保留三位有效数字)
17. 如图所示,质量M =4kg的木板长L =4m,静止在光滑的水平地面上,其水平上表面左端静置一个质量m =2kg的小滑块(可视为质点),小滑块与板间的动摩擦因数μ=0.2。从某时刻开始,用水平力F =10N一直向右拉滑块,使滑块从木板上掉下来。g取10m/s2.
(1)该过程木板的位移;
(2)滑块离开木板时的速度;
(3)若在F =10N的情况下,能使小滑块恰好能从木板上掉下来,求此力作用的最短时间。
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四川省广元市川师大万达中学2024-2025学年度第一学期第三次月考
高一年级物理试题
注意事项:
1.本试卷分为试卷分为Ⅱ卷,共4页。答题前,请考生务必将自己的学校、姓名、座位号、准考证号等信息填写在机读卡上及答卷的密封区内。
2.作答非选择题时必须用黑色字迹0.5毫米签字笔书写在答卷的指定位置上,作答选择题必须用2B铅笔在机读卡上将对应题目的选项涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其它答案,请保持机读卡卡面清洁和答题纸清洁,不折叠、不破损。
3.考试结束后,请将答题纸和机读卡交回。
第Ⅰ卷选择题(48分)
一、单项选择题(共8个小题,每题4分,共计32分)
1. 下列单位中,属于国际单位制基本单位的是( )
A. 米/秒 B. 焦耳 C. 克 D. 米
【答案】D
【解析】
【详解】米/秒、焦耳都是国际单位制中的导出单位,米是基本单位,克不是国际单位。故D正确,ABC错误。
故选D。
2. 一物体同时受到同一平面内三个共点力的作用,下列几组力的合力可能为零的是( )
A. 1N、3N、6N B. 2N、4N、7N C. 6N、6N、6N D. 3N、4N、8N
【答案】C
【解析】
【详解】两个力F1、F2的合力大小范围是
若第三个力在的大小范围内,由平衡条件推论知:此三力的合力可以为零。
A.1N和3N的合力范围为[2N,4N],6N不在其合力范围内,故合力不可能为零,故A错误;
B.2N和4N的合力范围为[2N,6N],7N不在其合力范围内,故合力不可能为零,故B错误;
C.6N和6N的合力范围为[0,12N],6N在其合力范围内,故合力可能为零,故C正确;
D.3N和4N的合力范围为[1N,7N],8N不在其合力范围内,故合力不可能为零,故D错误。
故选C。
3. 如图,消防战士在进行徒手爬杆训练,杆保持竖直。战士先采用“双手互换握杆”的方式保持身体匀速上升,到达杆顶后再采用“手握腿夹”的方式匀速下滑到地面。设战士匀速上升和匀速下滑所受的摩擦力分别为和,不计空气阻力。则( )
A. 竖直向上,竖直向下
B. 竖直向下,竖直向上
C. 、的大小相等
D. 是静摩擦力,数值上大于
【答案】C
【解析】
【详解】消防战士采用“双手互换握杆”的方式匀速上升时,战士所受的摩擦力是静摩擦力,根据平衡条件可知,静摩擦力方向沿杆竖直向上,大小为
采用“手握腿夹”的方式匀速下滑时,战士所受的摩擦力是滑动摩擦力,根据平衡条件可知,方向沿杆竖直向上,大小为
故选C。
4. 小明想测量地铁启动或减速过程中的加速度,他把一支圆珠笔绑在一根细绳的下端,细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁启动后的某段过程中,细绳偏离了竖直方向,他用手机拍摄了当时情景的照片(如图甲),拍摄方向跟地铁前进方向垂直。可简化为如图乙所示的示意图。经过测量图中AB=30mm,BC=6mm,若g取,估算地铁加速度大小正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设细线与竖直扶手的夹角为,以圆珠笔为研究对象进行受力分析,受到重力和细线的拉力,如图所示:
根据牛顿第二定律可得
解得
即
故选B。
5. 汽车以20m/s的速度做匀速直线运动,见前面有障碍物立即刹车,刹车后加速度大小为5m/s2,则汽车刹车后2s内及刹车后6s内通过的位移之比为( )
A. 1:9
B. 3:4
C. 5:13
D. 1:3
【答案】B
【解析】
【详解】设汽车从刹车到停下的时间为t,则由:v=v0+at得
则4s后汽车停止运动,刹车6s内的位移与刹车4s内的位移相等.汽车刹车2s内的位移为
刹车6s内的位移为
所以汽车刹车2s内与刹车后6s内汽车通过的位移之比为3:4.
A. 1:9与计算不符,故A错误.
B. 3:4与计算相符,故B正确.
C. 5:13与计算不符,故C错误.
D. 1:3与计算不符,故D错误.
6. 如图所示,物体甲放置在水平地面上,经跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连,整个系统处于静止状态。现对小球乙施加一个水平力F,使小球乙缓慢向右移动一小段距离,物体甲仍保持静止。则在此过程中,物体甲受到地面的支持力( )
A. 不变 B. 变大
C. 变小 D. 以上三种情况都有可能
【答案】C
【解析】
【详解】分别对小球乙和物体甲受力分析,则小球乙受重力绳拉力以及外力,三力平衡。设与小球相连部分的轻绳与竖直方向夹角为,则绳上的拉力
甲物体受重力、绳拉力、地面的支持力以及向左的摩擦力。物体甲保持静止则在竖直方向上受力平衡,在竖直方向上有
整理得
随着小球乙缓慢向右移动一小段距离,夹角从0逐渐增大,则绳上的拉力增大,夹角不变则物体甲受到地面的支持力变小。
故选C。
7. 如图所示,一可视为质点的小物块先后沿两光滑斜面Ⅰ和Ⅱ从顶端由静止滑下﹐到达底端的时间分别为t1和t2,斜面Ⅰ与水平面的夹角为30°,斜面Ⅱ与水平面的夹角为45°(未标出),则( )
A. B. C. D. 无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】设斜面的底边长为L,斜面的倾角为 ,则斜边的长度
根据牛顿第二定律
解得
根据
解得
将30°,45°带入则
t2<t1
故选A。
8. 如图所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是( )
A. B. ma
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】西瓜A受力分析如图所示
其中力F是其他西瓜对它的作用力,根据题意有
故选C。
二、多项选择题(共4个小题,选对得4分,选对不全得4分,有错选得0分,共16分)
9. 在某次百米田径比赛中,用轨道摄像机拍摄运动员的比赛过程,摄像机和运动员在平行轨道上同向运动,两者的位移x随时间t变化的图像如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 摄像机做匀加速直线运动
B. 运动员和摄像机在同一个位置开始运动
C. 时刻,运动员的速度大于摄像机的速度
D. 时间内,摄像机的平均速度小于运动员的平均速度
【答案】CD
【解析】
【详解】AC.在图像中图线的倾斜程度代表速度,摄像机对应的图线是一条倾斜的直线,说明摄像机做匀速直线运动。时刻,运动员对应的图线倾斜程度大于摄像机的图线的倾斜程度,所以该时刻运动员的速度大于摄像机的速度。故A错误,C正确;
B.运动员出发的位置在原点,摄像机出发的地点在原点正方向处,二者不是从同一个位置开始运动的。故B错误;
D.根据平均速度公式
可知时间内,二者时间相同,但从图像可知摄像机走过的位移小于运动员的位移,所以摄像机的平均速度小于运动员的平均速度。故D正确。
故选CD。
10. 如图所示,斜面固定、足够长,滑块A、B接触面与斜面平行,相对静止,在A、B以相同的初速度保持相对静止沿斜面向上滑的过程中,下列说法正确的是( )
A. 若斜面与B接触面光滑,则滑块A、B间没有摩擦力
B. 若斜面与B接触面光滑,则滑块A、B间有摩擦力
C. 若斜面与B接触面粗糙,则A受到平行斜面向下的摩擦力
D. 若斜面与B接触面粗糙,则A受到平行斜面向上的摩擦力
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.若斜面与B接触面光滑,以AB为整体,根据牛顿第二定律可得
解得
以A为对象,设滑块B对A的摩擦力为,根据牛顿第二定律可得
解得
可知滑块A、B间没有摩擦力,故A正确,B错误;
CD.若斜面与B接触面粗糙,设斜面与B之间的动摩擦因数为,以AB为整体,根据牛顿第二定律可得
解得
以A为对象,设滑块B对A的摩擦力为,根据牛顿第二定律可得
解得
可知A受到平行斜面向下的摩擦力,故C正确,D错误。
故选AC。
11. 如图所示,质量M=2kg的长木板位于光滑水平面上,质量为m=1kg的物块静止在长木板上,两者之间的动摩擦因数μ=0.5.重力加速度大小,物块与长木板之间的最大静摩擦力等于两者之间的滑动摩擦力,现对物块施加水平向右的恒力F,下列说法正确的是( )
A. 若F=3N,物块m将保持静止状态
B. 若F=6N,两者一起匀加速运动的加速度大小为
C. 若F=7N,两者相对滑动
D. 若F=9N,长木板M受到滑动摩擦力且大小为5N
【答案】BD
【解析】
【详解】A.把m、M当成一整体,由牛顿第二定律可得
隔离出m进行受力分析,由牛顿第二定律可得
当m、M即将发生相对滑动时,静摩擦力达到最大值,有
代入上面方程组可解得
若F=3N时,整体处于加速状态,两者未发生相对滑动,因此m不会保持静止状态,A错误;
B.水平力F=6N时,整体处于加速状态,物块m的加速度为
B正确;
C.水平力F=7N时,整体处于加速状态,两者未发生相对滑动,C错误;
D.水平力F=9N时,由于大于7.5N,两者发生相对滑动,长木板M受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为
D正确。
故选BD。
12. 中国载人航天史上的首堂太空授课,于2013年6月20日上午10时开讲,神舟十号航天员在天宫一号开展基础物理实验,为全国青少年进行太空授课;女宇航员王亚平向同学们提出了如何测质量的问题,大家知道质量可以用天平测量,可是在宇宙空间怎样测量物体的质量呢?如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图.若已知某宇宙飞船的质量为3200kg,其尾部推进器提供的平均推力为900N,在飞船与空间站对接后,推进器工作8s测出飞船和空间站速度变化是1.0m/s。则下面说法中正确的是( )
A. 无法测出空间站的质量
B. 可测出空间站的质量为4000kg
C. 飞船与空间站组合体运行的加速度大小为0.125
D. 在此过程中飞船对空间站的作用力为400N
【答案】BC
【解析】
【详解】C.由题意,飞船与空间站组合体运行的加速度大小为
故C正确;
AB.设空间站的质量为M,对飞船与空间站组合体根据牛顿第二定律有
解得
故A错误,B正确;
D.在此过程中飞船对空间站的作用力为
故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷 非选择题(52分)
三、实验题(共2小题,每空2分,共18分)
13. 小曾同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳,a、b为两弹簧测力计。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F'两力中,方向一定沿AO方向的是_____;
(2)本实验采用的科学方法是_____;
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
(3)下列措施可以减小实验误差的是____。
A.橡皮条应与两绳套夹角的平分线在同一直线上
B.用两个弹簧测力计拉橡皮条时,两个绳套的夹角必须等于90°
C.用两个弹簧测力计拉橡皮条时,弹簧测力计尽量与木板平行
D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
(4)若弹簧秤a、b间夹角始终大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OA的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OA的夹角,则弹簧秤b的读数_____(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. F' ②. B ③. CD ④. 变小
【解析】
【详解】(1)[1] 根据二力平衡条件,如果没有操作失误,图乙中的F与F'两力中,方向一定沿AO方向的是F';
(2)[2] 本实验采用的科学方法是等效替代法,因为合力和分力的作用效果相同,故选B。
(3)[3]A.没有必要使橡皮条在两绳套夹角的平分线在同一直线上,A错误;
B.用两个弹簧测力计拉橡皮条时,两个绳套的夹角大小要适当,可以不等于90°,B错误;
C.用两个弹簧测力计拉橡皮条时,为了减小读数误差,弹簧测力计尽量与木板平行,C正确;
D.为了减小作图误差,拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,D正确。
故选CD。
(4)[4] 若弹簧秤a、b间夹角始终大于90°,保持弹簧秤a与弹簧OA的夹角不变,减小弹簧秤b与弹簧OA的夹角,根据平行四边形法则作图得,弹簧秤b的读数变小。
14. 如图,为验证牛顿第二定律的实验装置示意图,连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器,小车和挂在竖直面内的拉力传感器,用一条柔软的轻绳通过光滑的定滑轮和动滑轮连接起来,拉力传感器是一种将物理信号转变为可测量的电信号装置,用于测小车受到拉力的大小。则:
(1)在安装实验器材时,要调整定滑轮的高度,使拴小车的轻绳与木板平行。这样做的目的是______(选填字母代号)。
A.防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰
B.保证小车最终能够实现匀速直线运动
C.在平衡摩擦力后使轻绳拉力等于小车受到的合力
D.防止小车在木板上的运动过程中发生抖动
(2)实验中______(选填“需要”或“不需要”)满足所挂钩码质量m远小于小车质量M。
(3)第一实验小组在实验中得到了一条纸带,用毫米刻度尺测量并在纸带上标出了这部分的长度,相邻两计数点间的距离如图所示,相邻两计数点间还有4个计时点未标出,已知打点计时器使用的低压交流电源的频率为50Hz,根据图中数据计算出在纸带上打下B点时的速度为______m/s,纸带的加速度大小为______(计算结果均保留两位有效数字)。
(4)第二实验小组根据测量数据作出的图像,如图所示,该组同学做实验时存在的问题是______。
【答案】 ①. C ②. 不需要 ③. 1.0 ④. 1.5 ⑤. 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
【解析】
【详解】(1)[1]在安装实验器材时,要调整定滑轮的高度,使拴小车的轻绳与木板平行。这样做的目的是:在平衡摩擦力后使轻绳拉力等于小车受到的合力。
故选C。
(2)[2]根据装置图可知,细线拉力可通过力传感器测得,所以实验中不需要满足所挂钩码质量m远小于小车质量M。
(3)[3]相邻两计数点间还有4个计时点未标出,可知相邻计数点的时间间隔为
则在纸带上打下B点时的速度为
[4]根据逐差法可得,可得加速度大小为
(4)[5]根据图像可知,当拉力达到一定数值时,才有加速度,所以该组同学做实验时存在的问题是:没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。
四、解答题(共3小题,共34分,写出必要的文字说明、表达式和重要步骤)
15. 某物体A静止于水平地面上,若给它一个水平向右的初速度 ,使其在粗糙水平地面上做加速度大小为2m/s2 的匀减速运动. g=10m/s2.求:
(1)物体A向右滑行的最大距离:
(2)若物体A右方 处有一辆汽车B,在物体A获得初速度v0的同时,汽车B从静止开始以a=2m/s2的加速度向右运动,通过计算说明物体A能否撞上汽车B?
【答案】(1)25m;(2)能追上
【解析】
【详解】(1) 根据
解得
(2)假设二者不相撞,设经过时间t二者有共同速度v
则对物体A
对汽车B
解得
共同速度
该过程中物体A的位移
该过程中汽车B的位移
因为
故物体A能撞上汽车B.
16. 如图甲所示,倾角为的斜面与水平面始终保持静止,斜面上有质量的物体A,物体A恰好能沿斜面匀速下滑。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,当地重力加速度,则:
(1)求物体A与斜面间的动摩擦因数;
(2)若对物体A施加水平向右拉力,如图乙所示,使物体A在斜面上保持静止不动,求斜面体受物体A摩擦力大小和方向?(取1.732,计算结果保留三位有效数字)
【答案】(1);(2)1.96N,方向沿斜面向上
【解析】
【详解】(1)对小木块受力分析,受到重力、支持力和摩擦力,如图所示
由共点力的平衡可得支持力
沿斜面方向根据平衡条件可得摩擦力
由摩擦力
解得
(2)假设摩擦力沿斜面向下,对A分析如图所示
沿斜面方向根据平衡条件可得
解得
N≈1.96N
由牛顿第三定律得斜面体受物体A摩擦力大小为1.96N,方向沿斜面向上。
17. 如图所示,质量M =4kg的木板长L =4m,静止在光滑的水平地面上,其水平上表面左端静置一个质量m =2kg的小滑块(可视为质点),小滑块与板间的动摩擦因数μ=0.2。从某时刻开始,用水平力F =10N一直向右拉滑块,使滑块从木板上掉下来。g取10m/s2.
(1)该过程木板的位移;
(2)滑块离开木板时的速度;
(3)若在F =10N的情况下,能使小滑块恰好能从木板上掉下来,求此力作用的最短时间。
【答案】(1)2m;(2)6m/s;(3)
【解析】
【分析】
【详解】(1)由牛顿第二定律知滑块和木板加速度为
它们的位移关系为
解得
t=2s
木板位移为
(2)滑块速度为
(3)设滑块经过时间撤掉F,又经过时间恰好滑到木板的右端获得共速,由牛顿第二定律知滑块撤掉F时的加速度大小为
它们的速度关系为
它们的位移关系为
解得
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