精品解析:天津市和平区2024-2025学年高一上学期期末质量调查物理试卷
2025-01-18
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内容正文:
天津市和平区2024-2025学年高一上学期期末质量
调查物理试卷
温馨提示:本试卷包括第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间60分钟。
第Ⅰ卷选择题(共40分)
一、单选题(本大题共6小题,每小题4分,每小题给出的四个答案中,只有一个是正确的,选对的得4分,有选错或不作答的得0分)
1. 2024年巴黎奥运会跳水女子双人10米台决赛于当地时间7月31日11点举行,中国选手陈芋汐和全红婵再度展现出了强大的实力。不仅上演“水花消失术”,更为惊艳的是两位运动员动作同步,宛如一人,最终以359.10分的成绩夺冠,比赛情景如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 指的是运动员在空中运动的位移大小
B. 7月31日11点指的是时间间隔
C. 研究“水花消失术”时,两人均可以看成质点
D. 以全红婵为参考系,陈芋汐做自由落体运动
2. 下列选项中都属于国际单位制中力学范围基本单位的是( )
A. 米 牛顿 克 B. 克 秒 米
C. 千克 秒 牛顿 D. 米 千克 秒
3. 某高山滑雪运动员在倾斜赛道上高速下滑时,以下说法正确的是( )
A. 赛道对运动员的弹力方向竖直向上
B. 运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道斜向下
C. 运动员受到的重力与赛道受到的压力是相同性质的力
D. 运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩擦力是一对平衡力
4. 两个同学利用直刻度尺测量反应时间。甲同学用两个手指捏住直尺的顶端,乙同学用一只手在直尺下方0刻度处做捏尺的准备,但手不碰直尺,如图所示。乙同学看到甲同学放开直尺时,立即捏住直尺。乙同学捏住直尺的刻度为40cm,,乙同学这次实验的反应时间最接近( )
A. B.
C. 0.28s D. 0.20s
5. 如图所示:用轻质柔软的细线将一质量为的小球悬挂于天花板上的点,在外力、重力和细线拉力的作用下处于平衡状态。初始时水平,且细线与竖直方向的夹角为与的夹角为。下列说法中正确的是( )
A. 若初始时剪断细线,保持不变,小球将做平抛运动
B. 保持水平,缓慢增大角,则逐渐减小,逐渐增大
C. 保持角不变,缓慢减小角过程中时细线拉力最小
D. 保持角不变,缓慢减小角过程中时细线拉力最小
6. 利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示,为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像,x、v、a、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间。下列说法中正确的是( )
A. 根据甲图可求出物体的加速度大小为
B. 根据乙图可求出物体的加速度大小为
C. 根据丙图可求出物体的加速度大小为
D. 根据丁图可求出物体在前内的速度变化量大小为
二、多选题(本大题共4小题,每小题4分,每小题给出的四个答案中,都有多个是正确的,完全正确的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不作答的得0分)
7. 如图甲所示,农民用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次一颗谷粒被水平抛出的运动轨迹如图乙所示,为抛出点,、B为轨迹上两点,且谷粒在间与间运动的时间相等。忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 谷粒在间水平方向的位移大小小于间水平方向的位移大小
B. 谷粒在点的速度大小是在点时的2倍
C. 谷粒在间与间竖直方向的位移大小之比为
D. 谷粒在点与水平方向速度偏角正切值是在点时的2倍
8. 某同学在时刻静止站在体重称上,随后完成“下蹲”和“站起”的动作,体重称的示数随时间变化情况如图所示,取,由图中信息可以判断( )
A. 这位同学的质量为
B. 整个过程中最大加速度约为
C. 这位同学先下蹲,休息一下后才站起
D. 整个过程他完成两次“下蹲”和“站起”的动作
9. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其图像如图所示。已知两车在时并排行驶,则下列说法正确的是( )
A. 乙车的加速度为
B. 在时,甲车在乙车前方
C. 两车另一次并排行驶的时刻是
D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间的距离为
10. 如图所示,倾角为30°的斜面体C质量为4m,放置在粗糙的水平地面上,质量为4m的物块B放置在斜面上,轻绳1一端系在B上,另一端绕过光滑定滑轮与另外两轻绳2、3系于O点,其中轻绳3下端悬挂质量为m的物体A,轻绳2与水平方向的夹角为30°。轻绳1在定滑轮左侧的部分与斜面平行,右侧的部分水平,整个系统处于静止状态,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 滑轮对轻绳1的作用力大小为
B. 斜面对B的摩擦力大小为
C. 地面对C的作用力大小为
D. 增大A的质量,整个系统仍原位置静止,则B受到的摩擦力一定变小
第Ⅱ卷非选择题(共60分)
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共14分)
11. 某同学利用如图甲所示的装置测量弹簧的劲度系数,毫米刻度尺的零刻度线与弹簧上端对齐,实验时通过改变弹簧下端悬挂的钩码数量来改变弹簧的弹力F,利用刻度尺测出弹簧对应的长度L。
(1)关于本实验,下列说法正确的是 。
A. 安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直状态
B. 测量弹簧的长度时,应用手抓住钩码再读数
C. 改变弹簧的弹力F时,钩码的数量可以任意增减
(2)多次实验,记录数据后描点连线得到图像,如图乙所示,则弹簧的劲度系数_________N/m(保留三位有效数字)。
(3)弹簧自身的重量对其劲度系数的测量结果___________(填“有”或“无”)影响。
12. 如图甲所示是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置图,该装置同时也可以完成“探究物体加速度与质量、力的关系”。
(1)用该装罝完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,下面说法正确的是_____
A. 图甲中打点计时器应使用直流电源
B. 实验时必须通过调节以让细线和轨道平行
C. 实验时必须把木板右端抬高以平衡阻力
D. 为提高实验的精度,本实验需要改变小车质量,以获得多组数据
(2)某同学利用如图甲所示的装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,实验中槽码始终未落地,最后得到了如图乙所示的图像,根据图像可以分析出在实验操作中可能存在的问题是_____.
A. 实验中没有平衡阻力
B. 实验中没有满足小车质量远大于槽码质量
C. 实验中先让释放小车后打开打点计时器
D. 实验中未保持细线和木板完全平行
(3)在利用图甲装置“探究物体加速度与质量、力的关系”实验中,为了提高实验精度,某同学通过合理的操作使用力传感器来测量细线拉力,下面有关实验操作中说法正确的是_____。
A. 实验操作中不需要细线和木板平行
B. 实验操作中不需要平衡阻力
C. 实验操作中不需要槽码的质量远小于小车的质量
D. 实验操作中不需要多次改变小车的质量以获得多组数据
(4)丙图为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点,相邻2个计数点之间有4个点没有标出,测出各计数点到点之间的距离.则此次实验中小车运动的加速度大小_____(结果保留两位有效数字)。
四、计算题(本题共3小题,共46分,要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位)
13. 如图所示,在水平桌面上静止放一质量的木块,木块与桌面间的动摩擦因数,沿桌面方向对木块同时施加相互垂直的两个拉力、,已知,,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,求:
(1)木块受到的摩擦力的大小?
(2)若再对木块竖直向上施加恒力的作用,给木块一瞬时速度后,木块能做匀速直线运动,则的大小是多少?
14. 如图所示,一倾角的斜面底端与一传送带左端相连于点,传送带以一定的速度顺时针转动,有一小物块从斜面顶端点以的初速度沿斜面下滑,当物块滑到斜面的底端点时速度恰好为零,然后在传送带的带动下,从传送带右端的点水平抛出,最后落到地面上的点,已知斜面长度为s,物块与传送带之间的动摩擦因数为,物块在传送带上匀速运动的时间为t,C点离地的高度为h,C点在地面上的正投影到点的距离为,重力加速度大小为。求:
(1)传送带的传送速度;
(2)传送带长度;
(3)物块与斜面之间的动摩擦因数。
15. 如图所示,质量为的一只长方体形铁箱在水平恒定推力作用下沿水平面向右运动,这时铁箱内一个质量为的物块(可视为质点)恰好能沿箱的后壁相对于箱匀速下滑。已知铁箱与水平面间的动摩擦因数为,物块与铁箱内壁间的动摩擦因数为,取重力加速度大小,在物块下滑过程中,求:
(1)物块受到铁箱壁的弹力大小;
(2)水平恒定推力的大小;
(3)物块滑到铁箱底部后不反弹,随后撤去水平推力,铁箱继续运动。当铁箱的速度大小为时撞到一固定竖直挡板,铁箱立即以原速率反弹。那么铁箱的长度至少多少,物块不会与铁箱侧壁发生碰撞?
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天津市和平区2024-2025学年高一上学期期末质量
调查物理试卷
温馨提示:本试卷包括第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间60分钟。
第Ⅰ卷选择题(共40分)
一、单选题(本大题共6小题,每小题4分,每小题给出的四个答案中,只有一个是正确的,选对的得4分,有选错或不作答的得0分)
1. 2024年巴黎奥运会跳水女子双人10米台决赛于当地时间7月31日11点举行,中国选手陈芋汐和全红婵再度展现出了强大的实力。不仅上演“水花消失术”,更为惊艳的是两位运动员动作同步,宛如一人,最终以359.10分的成绩夺冠,比赛情景如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 指的是运动员在空中运动的位移大小
B. 7月31日11点指的是时间间隔
C. 研究“水花消失术”时,两人均可以看成质点
D. 以全红婵为参考系,陈芋汐做自由落体运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.指的是运动员在空中运动的位移大小,故A正确;
B.7月31日11点指的是时刻,故B错误;
C.研究“水花消失术”时,两人均不可以看成质点,故C错误;
D.以全红婵为参考系,陈芋汐保持相对静止,故D错误。
故选A。
2. 下列选项中都属于国际单位制中力学范围基本单位的是( )
A. 米 牛顿 克 B. 克 秒 米
C. 千克 秒 牛顿 D. 米 千克 秒
【答案】D
【解析】
【详解】国际单位制中力学范围基本单位的是:米、千克和秒。
故选D。
3. 某高山滑雪运动员在倾斜赛道上高速下滑时,以下说法正确的是( )
A. 赛道对运动员的弹力方向竖直向上
B. 运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道斜向下
C. 运动员受到的重力与赛道受到的压力是相同性质的力
D. 运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩擦力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A.赛道对运动员的弹力方向垂直于倾斜赛道向上,故A错误;
B.赛道对运动员的摩擦力方向沿赛道斜向上,则运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道斜向下,故B正确;
C.运动员受到的重力作用在运动员上,赛道受到的压力作用在赛道上,且重力和压力的性质不同,故C错误;
D.运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩擦力是一对相互作用力,故D错误。
故选B。
4. 两个同学利用直刻度尺测量反应时间。甲同学用两个手指捏住直尺的顶端,乙同学用一只手在直尺下方0刻度处做捏尺的准备,但手不碰直尺,如图所示。乙同学看到甲同学放开直尺时,立即捏住直尺。乙同学捏住直尺的刻度为40cm,,乙同学这次实验的反应时间最接近( )
A. B.
C. 0.28s D. 0.20s
【答案】C
【解析】
【详解】直刻度尺下落做自由落体运动,根据公式
解得
故选C。
5. 如图所示:用轻质柔软的细线将一质量为的小球悬挂于天花板上的点,在外力、重力和细线拉力的作用下处于平衡状态。初始时水平,且细线与竖直方向的夹角为与的夹角为。下列说法中正确的是( )
A. 若初始时剪断细线,保持不变,小球将做平抛运动
B. 保持水平,缓慢增大角,则逐渐减小,逐渐增大
C. 保持角不变,缓慢减小角过程中时细线拉力最小
D. 保持角不变,缓慢减小角过程中时细线拉力最小
【答案】C
【解析】
【详解】A.平抛运动的条件是具有水平方向的初速度且只受重力的作用,若初始时剪断细线,保持不变,小球不是平抛运动,故A错误;
B.保持水平,由平衡条件有
可知缓慢增大角,则逐渐增大,逐渐增大,故B错误;
CD.对小球进行受力分析,如图所示
由此可知保持角不变,缓慢减小角过程中,当时,细线拉力为0最小,故C正确,D错误。
故选C。
6. 利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示,为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像,x、v、a、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间。下列说法中正确的是( )
A. 根据甲图可求出物体的加速度大小为
B. 根据乙图可求出物体的加速度大小为
C. 根据丙图可求出物体的加速度大小为
D. 根据丁图可求出物体在前内的速度变化量大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据位移时间关系,可知甲图斜率为
解得
根据甲图可求出物体的加速度大小为,故A错误;
B.根据速度位移公式可得
可知乙图的斜率为
解得
根据乙图可求出物体的加速度大小为,故B错误;
C.根据位移公式,整理得
可知丙图的斜率为
解得
根据丙图可求出物体的加速度大小为,故C正确;
D.图丁的面积为速度变化量,则有
根据丁图可求出物体在前内的速度变化量大小为,故D错误。
故选C。
二、多选题(本大题共4小题,每小题4分,每小题给出的四个答案中,都有多个是正确的,完全正确的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不作答的得0分)
7. 如图甲所示,农民用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次一颗谷粒被水平抛出的运动轨迹如图乙所示,为抛出点,、B为轨迹上两点,且谷粒在间与间运动的时间相等。忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 谷粒在间水平方向的位移大小小于间水平方向的位移大小
B. 谷粒在点的速度大小是在点时的2倍
C. 谷粒在间与间竖直方向的位移大小之比为
D. 谷粒在点与水平方向速度偏角正切值是在点时的2倍
【答案】CD
【解析】
【详解】A.谷粒在空中做平抛运动,水平方向上做匀速直线运动,谷粒在间与间运动的时间相等,在水平方向上
可知谷粒在间水平方向的位移大小等于间水平方向的位移大小,故A错误;
B.谷粒在间与间运动的时间相等,则
谷粒在点的速度大小小于在点时的2倍,故B错误;
C.谷粒在竖直方向做自由落体运动,且谷粒在间与间运动的时间相等,根据初速度为零的匀加速直线运动的推论可知,谷粒在间与间竖直方向的位移大小之比为,故C正确;
D.谷粒在点与水平方向速度偏角的正切值为
谷粒在点与水平方向速度偏角的正切值为
可知谷粒在点与水平方向速度偏角正切值是在点时的2倍,故D正确。
故选CD。
8. 某同学在时刻静止站在体重称上,随后完成“下蹲”和“站起”的动作,体重称的示数随时间变化情况如图所示,取,由图中信息可以判断( )
A. 这位同学的质量为
B. 整个过程中最大加速度约为
C. 这位同学先下蹲,休息一下后才站起
D. 整个过程他完成两次“下蹲”和“站起”的动作
【答案】AC
【解析】
【详解】A.开始时同学处于平衡状态,同学对传感器的压力是500N,则小明的重力为500N,这位同学的质量为
故A正确;
B.由图可知,同学对力传感器的最小压力约为200N,则最大加速度大小约为
故B错误;
CD.同学下蹲过程,先向下加速运动,处于失重状态,再向下减速运动,处于超重状态;站起过程,先向上加速运动,处于超重状态,再向上减速运动,处于失重状态;由题图可知,这位同学先下蹲,休息一下后才站起,整个过程他完成一次“下蹲”和“站起”的动作,故C正确,D错误。
故选AC。
9. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其图像如图所示。已知两车在时并排行驶,则下列说法正确的是( )
A. 乙车的加速度为
B. 在时,甲车在乙车前方
C. 两车另一次并排行驶的时刻是
D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间的距离为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据图像的斜率表示加速度,可知乙车的加速度为
故A错误;
BC.已知两车在时并排行驶,由图像与时间轴所围成的面积表示位移可知,则甲、乙两车的位移相等,所以两车在时也并排行驶;故在时,甲车在乙车前面,故B正确,C错误;
D.由上分析可知,两车在和时都处于并排行驶,且为该段过程的中间时刻,所以时的速度等于该段过程的平均速度,则甲、乙车两次并排行驶的位置之间的距离为
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示,倾角为30°的斜面体C质量为4m,放置在粗糙的水平地面上,质量为4m的物块B放置在斜面上,轻绳1一端系在B上,另一端绕过光滑定滑轮与另外两轻绳2、3系于O点,其中轻绳3下端悬挂质量为m的物体A,轻绳2与水平方向的夹角为30°。轻绳1在定滑轮左侧的部分与斜面平行,右侧的部分水平,整个系统处于静止状态,重力加速度为g,下列说法中正确的是( )
A. 滑轮对轻绳1的作用力大小为
B. 斜面对B的摩擦力大小为
C. 地面对C的作用力大小为
D. 增大A的质量,整个系统仍原位置静止,则B受到的摩擦力一定变小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.对结点O受力分析,由平衡条件得轻绳1的作用力大小为
轻绳对滑轮的作用力为
根据牛顿第三定律知滑轮对轻绳1的作用力大小为,故A错误;
B.对B受力分析,由平衡条件得
斜面对B的摩擦力大小为,方向沿斜面向上,故B正确;
C.对BC整体分析,受重力,地面支持力,水平向右的拉力T1和地面的静摩擦力,由平衡条件得
可知地面对C的作用力大小为
故C正确;
D.增大A的质量,整个系统仍原位置静止,则轻绳1的作用力变大,开始时斜面对B的摩擦力方向沿斜面向上,故B受到的摩擦力先不断减小,此后会反向变大,故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷非选择题(共60分)
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共14分)
11. 某同学利用如图甲所示的装置测量弹簧的劲度系数,毫米刻度尺的零刻度线与弹簧上端对齐,实验时通过改变弹簧下端悬挂的钩码数量来改变弹簧的弹力F,利用刻度尺测出弹簧对应的长度L。
(1)关于本实验,下列说法正确的是 。
A. 安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直状态
B. 测量弹簧的长度时,应用手抓住钩码再读数
C. 改变弹簧的弹力F时,钩码的数量可以任意增减
(2)多次实验,记录数据后描点连线得到图像,如图乙所示,则弹簧的劲度系数_________N/m(保留三位有效数字)。
(3)弹簧自身的重量对其劲度系数的测量结果___________(填“有”或“无”)影响。
【答案】(1)A (2)250
(3)无
【解析】
【小问1详解】
A.安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直状态,以减小读数误差,A正确;
B.测量弹簧的长度时,不能用手抓住钩码,B错误;
C.改变弹簧的弹力F时,不能使弹簧的形变量超过弹性限度,C错误。
故选A。
【小问2详解】
根据胡克定律可得,弹簧的劲度系数
【小问3详解】
根据胡克定律可得
可知,弹簧自身的重量对其劲度系数的测量结果无影响。
12. 如图甲所示是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置图,该装置同时也可以完成“探究物体加速度与质量、力的关系”。
(1)用该装罝完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,下面说法正确的是_____
A. 图甲中打点计时器应使用直流电源
B. 实验时必须通过调节以让细线和轨道平行
C. 实验时必须把木板右端抬高以平衡阻力
D. 为提高实验的精度,本实验需要改变小车质量,以获得多组数据
(2)某同学利用如图甲所示的装置进行“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,实验中槽码始终未落地,最后得到了如图乙所示的图像,根据图像可以分析出在实验操作中可能存在的问题是_____.
A. 实验中没有平衡阻力
B. 实验中没有满足小车质量远大于槽码质量
C. 实验中先让释放小车后打开打点计时器
D. 实验中未保持细线和木板完全平行
(3)在利用图甲装置“探究物体加速度与质量、力的关系”实验中,为了提高实验精度,某同学通过合理的操作使用力传感器来测量细线拉力,下面有关实验操作中说法正确的是_____。
A. 实验操作中不需要细线和木板平行
B. 实验操作中不需要平衡阻力
C. 实验操作中不需要槽码的质量远小于小车的质量
D. 实验操作中不需要多次改变小车的质量以获得多组数据
(4)丙图为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点,相邻2个计数点之间有4个点没有标出,测出各计数点到点之间的距离.则此次实验中小车运动的加速度大小_____(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)B (2)D
(3)C (4)1.0
【解析】
【小问1详解】
A.图甲中打点计时器应使用交流电源,故A错误;
BC.“探究小车速度随时间变化的规律”实验时,需要通过调节以让细线和轨道平行,但不需要平衡阻力,故B正确,故C错误;
D.为提高实验的精度,本实验需要改变槽码的质量,以获得多组数据,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
由图像可知小车在运动的后阶段加速度变小,说明细线拉力方向后阶段发生变化,故可能实验中未保持细线和木板完全平行,故ABC错误,D正确。
故选D。
【小问3详解】
ABC.在利用图甲装置“探究物体加速度与质量、力的关系”实验中,为了提高实验精度,某同学通过合理的操作使用力传感器来测量细线拉力,要保证小车所受的细线的拉力等于小车所受的合外力,则需要平衡阻力,且保持细线和木板平行,但不需要槽码的质量远小于小车的质量,故AB错误,C正确;
D.实验操作中不需要多次改变小车的质量以获得多组数据,可以减小偶然误差,故D错误。
故选C。
【小问4详解】
相邻2个计数点之间有4个点没有标出,则计数周期为
根据逐差法可得
四、计算题(本题共3小题,共46分,要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位)
13. 如图所示,在水平桌面上静止放一质量的木块,木块与桌面间的动摩擦因数,沿桌面方向对木块同时施加相互垂直的两个拉力、,已知,,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,求:
(1)木块受到的摩擦力的大小?
(2)若再对木块竖直向上施加恒力的作用,给木块一瞬时速度后,木块能做匀速直线运动,则的大小是多少?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据力的合成,、合力大小为
木块与水平桌面间的最大静摩擦力为
由于,则木块处于静止状态,根据受力平衡可得木块受到的摩擦力大小为
【小问2详解】
木块能做匀速直线运动,则有
联立解得
14. 如图所示,一倾角的斜面底端与一传送带左端相连于点,传送带以一定的速度顺时针转动,有一小物块从斜面顶端点以的初速度沿斜面下滑,当物块滑到斜面的底端点时速度恰好为零,然后在传送带的带动下,从传送带右端的点水平抛出,最后落到地面上的点,已知斜面长度为s,物块与传送带之间的动摩擦因数为,物块在传送带上匀速运动的时间为t,C点离地的高度为h,C点在地面上的正投影到点的距离为,重力加速度大小为。求:
(1)传送带的传送速度;
(2)传送带长度;
(3)物块与斜面之间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小物块点到点,根据平抛运动
解得
【小问2详解】
设小物块质量为,对小物块在传送带上受力和运动分析
根据运动学规律有
解得
【小问3详解】
对小物块在斜面上的运动,逆向过程分析
对小物块在斜面上受力分析
解得
15. 如图所示,质量为的一只长方体形铁箱在水平恒定推力作用下沿水平面向右运动,这时铁箱内一个质量为的物块(可视为质点)恰好能沿箱的后壁相对于箱匀速下滑。已知铁箱与水平面间的动摩擦因数为,物块与铁箱内壁间的动摩擦因数为,取重力加速度大小,在物块下滑过程中,求:
(1)物块受到铁箱壁的弹力大小;
(2)水平恒定推力的大小;
(3)物块滑到铁箱底部后不反弹,随后撤去水平推力,铁箱继续运动。当铁箱的速度大小为时撞到一固定竖直挡板,铁箱立即以原速率反弹。那么铁箱的长度至少多少,物块不会与铁箱侧壁发生碰撞?
【答案】(1)20N (2)176N
(3)4m
【解析】
【小问1详解】
对物块分析,竖直方向受力平衡
解得
【小问2详解】
对于物块水平方向分析
对于物块和箱水平方向整体分析
解得
【小问3详解】
因为,所以铁箱与竖直挡板碰撞前,和物块一起相对静止做匀减速运动。铁箱与竖直挡板碰撞原速反弹后,对物块由牛顿第二定律有
解得
对铁箱由牛顿第二定律有
解得
物块与铁箱共速时,物块恰好运动到铁箱最右侧则不会发生碰撞
解得
由
铁箱的长度为
解得
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