精品解析:吉林市长春市东北师范大学附属中学2023-2024学年高三上学期期初考试物理试卷
2025-02-13
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2份
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资源信息
| 学段 | - |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | - |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | - |
| 学年 | 2023-2024 |
| 地区(省份) | 吉林省 |
| 地区(市) | 长春市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.74 MB |
| 发布时间 | 2025-02-13 |
| 更新时间 | 2025-02-13 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-02-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50416010.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2023~2024学年东北师大附中高三年级物理科试卷
上学期期初考试
一、选择题:本题共10小题,共48分。第1~6题每小题只有一个选项符合题目要求,每题4分;第7~10题每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 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、t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1m/s2
B. 根据乙图可求出物体的加速度大小为10m/s2
C. 根据丙图可求出物体的加速度大小为4m/s2
D. 根据丁图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据
得
加速度为
A错误;
B.根据
得
加速度为
B错误;
C.根据
得
则
加速度大小为
C正确;
D.a-t图线与坐标轴围成的面积等于速度变化量,所以有
D错误。
故选C。
2. 如图所示,电磁铁P固定在木制框架上,框架静止放在水平地面上,铁块Q静止放在电磁铁P正下方的地面上。当对电磁铁P通以恒定电流后铁块Q上升的过程中,下列关于铁块Q的加速度a与时间t的函数关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设铁块质量为m,电磁铁P通电后铁块Q上升过程中,电磁铁对铁块的作用力大小为F,铁块Q的加速度大小为a,由牛顿第二定律有
解得
知时,必有;铁块Q上升的过程中,电磁铁对铁块的作用力F 增大且增大越来越快,可知加速度a在增大且增大越来越快。
故选A。
3. 如图所示,工地上的建筑工人用砖夹搬运五块相同的砖。假设每块砖的质量均为m,砖与砖及砖与砖夹的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当砖处于平衡状态时,则右边砖夹对砖施加的水平力最小为(重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】以五块砖为研究对象,进行受力分析。砖恰好静止不动,则砖所受到的摩擦力刚好与其重力相等,即
又
联立两式可得
即右边砖夹对砖施加的水平力最小为
故选C。
4. 如图所示,A球距地面高为H=2m,其正下方地面上有一B球,在A球开始自由下落的同时B球以v0=4m/s的速度竖直上抛。g取10m/s2。下列判断正确的是( )
A. 0.4s末两球相遇 B. 两球在B上升阶段相遇
C. 两球在B下降阶段相遇 D. 两球无法在空中相遇
【答案】C
【解析】
【详解】AD.B球相对于A做匀速直线运动,则有
可知,两球在0.5s末相遇,故AD错误;
BC.B球做竖直上抛运动,上升过程经历时间
所以两球在B下降阶段相遇,故B错误,C正确。
故选C。
5. 如图所示,某自卸式货车车厢上放有一箱货物,货箱内有一光滑的倾斜隔板AB,其与货箱底部的夹角为30°,隔板与货箱右壁之间放有一圆柱状工件,货车在卸货过程中,车厢倾角θ缓慢增大到37°,货箱一直相对车厢底板静止,下列说法正确的是( )
A. 车厢对货箱的作用力逐渐增大
B. 车厢对货箱的作用力逐渐减小
C. 工件对隔板的压力不断增大
D. 工件对货箱右壁的压力一直增大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.货箱缓慢移动,货箱所受合外力为零,所以车厢对货箱的作用力与货箱的重力等大反向,大小始终等于重力,大小不变,故AB错误;
CD.对工件受力分析,如图所示
隔板对工件的弹力为F1,货箱右壁对工件的弹力为F2,二力夹角α保持不变,所以三力组成的顺接闭合三角形三个顶点在同一个圆周上,由图可知车厢倾角θ缓慢增大到37°过程中,F2一直增大,F1逐渐减小,由牛顿第三定律知,工件对隔板的压力不断减小,工件对货箱右壁的压力一直增大,故C错误,D正确。
故选D。
6. 如图所示,水平传送带以速度向右匀速运动,小物体P、Q质量均为1kg,由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,时刻P在传送带左端具有向右的速度,P与定滑轮间的绳水平,不计定滑轮质量和摩擦。小物体P与传送带之间动摩擦因数,传送带长度,绳足够长,。关于小物体P的描述正确的是( )
A. 小物体P在传送带上运动的全过程中,加速度一直不变
B. 小物体P从传送带右端离开传送带
C. 小物体P向右运动过程中在传送带上留下的划痕长度为9m
D. 小物体P离开传送带时速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.对物体P受力分析可知,开始时P的速度大于传送带速度,故其受到摩擦力方向向左,设绳子拉力为T,以向左为正方向,分别以P、Q为研究对象,由牛顿第二定律可得
联立可得
则物块P减速至与传送带速度相等所需时间及此段时间内P向右发生的位移分别为
故速度达到相等后,P仍在传送带上,分析可知P将继续向右减速,此时摩擦力方向向右,此时分别以P、Q为研究对象,由牛顿第二定律可得
联立解得
故A错误;
B.P从减速到零所需时间为
此过程P向右运动的位移为
P从开始向右运动到速度为零所通过的总位移为
可知P没有从右端离开传送带,故B错误;
C.P在最初时间内相对传送带向右运动,这个过程中相对传送带的位移大小
共速后P向右运动减速至零的时间内,P相对传动带向左运动,这个过程中相对传送带的位移大小
所以划痕长度为
故C正确;
D.P减速到零后,将以初速度为零,加速度大小为向左做匀加速直线运动直至离开传送带,根据运动学公式可得
解得P离开的速度为
故D错误。
故选C。
7. 下列说法正确的是( )
A. 物体的速度为零时,其加速度不一定为零
B. 伽利略定义了“惯性”和“力”的概念
C. 在空中匀速降落的空降兵受到的合力为零
D. 物体没有受到力的作用,其速度的大小一定不变,但速度的方向可能改变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.物体的速度为零时,加速度可以不为零;如运动员起跑的瞬间;故A正确;
B.伽利略通过理想斜面实验得到力不是维持物体运动的原因,牛顿总结出了惯性定律,也最先建立了力的概念,故B错误;
C.空降兵在空中匀速降落,即匀速直线运动,处于平衡状态,因此合外力为零,故C正确;
D.物体没有受到力的作用,则加速度为零,其速度的大小和方向均不变。故D错误。
故选AC。
8. 一辆汽车以初速度在水平路面上匀速行驶,因前方交通事故紧急刹车而做匀减速直线运动,最后静止。汽车在刹车后最初内通过的位移与最后内通过的位移之比为,则( )
A. 汽车刹车的总时间为
B. 汽车在最初内通过的位移与最后内通过的位移之差为
C. 汽车刹车过程的加速度大小为
D. 汽车在刹车后最初内的平均速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A C.设物体运动的加速度大小为a,运动总时间为t,把物体运动看成反向的初速度为0的匀加速直线运动,则有,最后5s内位移为
最初5s内位移为
且
联立解得
t=8s
故A正确,C错误;
B.汽车在最初内通过的位移
汽车在最后内通过的位移
汽车在最初内通过的位移与最后内通过的位移之差为
故B错误;
D.汽车在刹车后最初内的平均速度为
故D正确。
故选AD。
9. 如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复,通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图像如图乙所示,则( )
A. 时刻小球速度最大
B. 至时间内,小球速度一直增大
C. 至时间内,小球速度先增大后减小
D. 至时间内,小球的加速度先减小后增大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.小球落到弹簧表面后,开始压缩弹簧,此后弹簧的弹力开始增大,小球受到的合力减小,但方向仍然向下;当重力等于弹力时合力为零,速度达最大,故时刻小球速度没有达到最大,故A错误;
BC.至这段时间内,小球受到的弹力逐渐变小,开始时弹力大于重力,小球做加速运动,当弹力等于重力时,速度最大;当弹力小于重力时,小球做减速运动,故小球的速度先增大后减小,故B错误,C正确;
D.至这段时间内,弹簧弹力逐渐增大;当弹力小于重力时,小球做加速度减小的加速运动;当弹力等于重力时,小球的速度最大,加速度为零;当弹力大于重力时,小球做加速度增大的减速运动,故小球的加速度先减小后增大,故D正确。
故选CD。
10. 如图所示,一质量为m的小球置于半径为R的光滑竖直圆轨道最低点A处,B为轨道最高点,弹簧一端固定于圆心O点,另一端与小球拴接。已知弹簧的劲度系数,原长,弹簧始终处于弹性限度内,若给小球一水平初速度v0,已知重力加速度为g,则
A 当v0较小时,小球可能会离开圆轨道
B. 若,则小球会在B、D间脱离圆轨道
C. 只要,小球就能做完整的圆周运动
D. 只要小球能做完整的圆周运动,则小球与轨道间最大压力与最小压力之差与v0无关
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.因为弹簧的劲度系数,原长,所以小球始终会受到弹簧的弹力作用,大小为
方向始终背离圆心,无论小球在CD以上的哪个位置速度为零,重力在沿半径方向上的分量都小于或等于弹簧的弹力(在CD以下,轨道对小球一定有指向圆心的支持力),所以无论v0多大,小球均不会离开圆轨道,故AB错误;
C.小球在运动过程中只有重力做功,弹簧的弹力和轨道的支持力不做功,机械能守恒,当运动到最高点速度为零时,在最低点的速度最小,有
所以只要
小球就能做完整的圆周运动,故C正确;
D.在最低点时,设小球受到的支持力为N,有
解得
运动到最高点时受到轨道的弹力最小,设为,设此时的速度为v,由机械能守恒有
此时合外力提供向心力,有
联立解得
得压力之差
与v0无关,故D正确。
故选CD。
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
11. 小明乘坐高铁外出学习,在高铁沿水平轨道启动阶段,他发现水平桌面上的水杯中,水面稳定保持如图所示的形状,小明想借此测量高铁启动的加速度。(图中水杯的截面与高铁的行驶方向平行)
(1)此时高铁的行驶方向为_______(填“从右向左”或“从左向右”)。
(2)已知水杯的直径为,若要测量高铁此时的加速度,还需获得的物理量是________。
A.水杯的质量 B.水面左右两端的高度差
C.高铁行驶的时间 D.当地的重力加速度大小
(3)写出高铁启动时加速度的表达式__________[用(2)中的物理量表示]。
【答案】 ①. 从左向右 ②. BD##DB ③.
【解析】
【详解】(1)[1]高铁启动时处于加速状态,由图可知,因为惯性杯子中的水向左倾斜,此时高铁的行驶方向为从左向右;
(2)[2]水面稳定保持如图的状态,对杯子中的水受力分析可知杯子对水的合力垂直于液面,如图
由几何关系得
整理得
已知水杯的直径为,若要测量高铁此时的加速度,还需获得的物理量是水面左右两端的高度差和当地的重力加速度大小,故选BD。
(3)[3]根据(2)中的物理量及推导得到高铁启动时加速度的表达式为。
12. 小明学完平抛运动知识后,尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时,先将白纸和复写纸固定在墙上,并用支架将弹射器固定好,装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸,弹丸通过碰撞复写纸片在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动,每次移动的距离为。通过几次重复实验,挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸,如图乙所示。取。
(1)下列实验步骤必要的是__________(填正确答案标号)。
A.在安装时,必须确保弹射器水平放置
B.为了减小实验误差,应选用体积小密度大的弹丸
C.每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸
D.第一次实验时,需要测量弹射器开口到墙壁的距离
(2)根据测量的数据,可知弹丸离开弹射器的速度大小为__________,弹丸打到点时的速度大小为__________。(结果均保留2位有效数字)
【答案】 ①. ABC##ACB##BAC##BCA##CAB##CBA ②. 2.0 ③. 2.8
【解析】
【详解】(1)[1]A.要保证每次弹丸都做平抛运动,则必须确保弹射器水平放置,A正确;
B.为了减小实验误差,应选用体积小密度大的弹丸,B正确;
C.为保证弹丸的初速度相同,每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸,C正确;
D.第一次实验时,不需要测量弹射器开口到墙壁的距离,D错误。
故选ABC。
(2)[2]由竖直方向上是自由落体运动,得
解得点迹间的时间间隔为
弹丸离开弹射器的速度大小为
[3]弹丸打到点时的竖直方向速度分量大小为
弹丸打到点时的速度大小为
13. 我国打破西方国家的技术封锁在川西山区建成了亚洲最大的风洞群,目前拥有8座世界级风洞设备,具备火箭助推和飞艇带飞等飞行模拟试验能力。如图所示,风洞实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力,现将套有小球的足够长细直杆放入风洞实验室,小球质量,小球孔径略大于杆直径,已知,。
(1)当杆在水平方向固定时(如图甲),调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,此时风力大小为,求小球与杆间的动摩擦因数;
(2)在满足第(1)问的条件下,当杆与水平方向夹角为时(如图乙),调节风力大小让小球沿杆恰好做匀速直线运动,求此时风力的大小。
【答案】(1)0.5;(2)22N或者
【解析】
【详解】(1)小球在杆上做匀速运动,对小球进行分析有
解得
(2)若小球匀速上滑,对小球进行分析,如图所示
则有
解得
若小球匀速下滑,对小球分析如图所示
则有
解得
14. 游乐园中“空中飞椅”的游戏设施如图甲所示,它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子的下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成一个质点,则可简化为如图乙所示的物理模型,其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OOʹ转动,设绳长l=5m,质点的质量m=40kg,转盘静止时质点与转轴之间的距离d=3m,转盘逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角θ=37°。不计空气阻力及绳重,且绳不可伸长,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求质点与转盘一起做匀速圆周运动时:
(1)绳子拉力F的大小及转盘角速度ω的大小;
(2)调整转盘转速,绳长不变,使绳与竖直方向的夹角β=53°,求此时转盘的角速度ω1。
【答案】(1)500N,
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,对人和座椅受力分析,如图所示
由平衡条件可得
根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
根据牛顿第二定律有
解得
15. 如图所示,在一水平平台上,有一质量为、足够长的木板C,木板C上放有一质量为的物块B,木板C通过一绕过光滑定滑轮的轻绳与物块A相连。开始时用手托住物块A,使绳刚好拉直,绳的拉力为零,木板C与滑轮间的轻绳处于水平位置,物块B与木板C间的动摩擦因数为,木板C与水平台面间的动摩擦因数为,木板C的右端离平台的右端足够远,物块A离地面足够高。取重力加速度大小。
(1)当时,释放物块A后物块B与木板C未发生相对运动,求物块A的最大质量;
(2)若物块A的质量、、、、,求从刚释放物块A到物块B相对木板C运动的距离时,物块A运动的时间。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)因为B、C没有发生相对运动,所以A、B、C的加速度大小相同,A、C为连接体
对物块A受力分析有
对物块B、C整体受力分析有
对物块B受力分析有
联立解得
(2)因为B、C发生相对运动,所以B、C的加速度大小不同,A、C为连接体,则A、C的加速度大小相同,对物块A受力分析有
对物块B受力分析有
对木板C受力分析有
解得
已知、、、、,根据位移一时间关系有
根据位移一时间关系有
解得
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2023~2024学年东北师大附中高三年级物理科试卷
上学期期初考试
一、选择题:本题共10小题,共48分。第1~6题每小题只有一个选项符合题目要求,每题4分;第7~10题每小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 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、t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1m/s2
B. 根据乙图可求出物体的加速度大小为10m/s2
C. 根据丙图可求出物体的加速度大小为4m/s2
D. 根据丁图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s
2. 如图所示,电磁铁P固定在木制框架上,框架静止放在水平地面上,铁块Q静止放在电磁铁P正下方的地面上。当对电磁铁P通以恒定电流后铁块Q上升的过程中,下列关于铁块Q的加速度a与时间t的函数关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,工地上的建筑工人用砖夹搬运五块相同的砖。假设每块砖的质量均为m,砖与砖及砖与砖夹的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当砖处于平衡状态时,则右边砖夹对砖施加的水平力最小为(重力加速度为g)( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,A球距地面高为H=2m,其正下方地面上有一B球,在A球开始自由下落的同时B球以v0=4m/s的速度竖直上抛。g取10m/s2。下列判断正确的是( )
A. 0.4s末两球相遇 B. 两球在B上升阶段相遇
C. 两球在B下降阶段相遇 D. 两球无法在空中相遇
5. 如图所示,某自卸式货车车厢上放有一箱货物,货箱内有一光滑的倾斜隔板AB,其与货箱底部的夹角为30°,隔板与货箱右壁之间放有一圆柱状工件,货车在卸货过程中,车厢倾角θ缓慢增大到37°,货箱一直相对车厢底板静止,下列说法正确的是( )
A. 车厢对货箱的作用力逐渐增大
B. 车厢对货箱的作用力逐渐减小
C. 工件对隔板的压力不断增大
D. 工件对货箱右壁的压力一直增大
6. 如图所示,水平传送带以速度向右匀速运动,小物体P、Q质量均为1kg,由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,时刻P在传送带左端具有向右的速度,P与定滑轮间的绳水平,不计定滑轮质量和摩擦。小物体P与传送带之间动摩擦因数,传送带长度,绳足够长,。关于小物体P的描述正确的是( )
A. 小物体P在传送带上运动的全过程中,加速度一直不变
B. 小物体P从传送带右端离开传送带
C. 小物体P向右运动的过程中在传送带上留下的划痕长度为9m
D. 小物体P离开传送带时速度大小为
7. 下列说法正确的是( )
A. 物体的速度为零时,其加速度不一定为零
B. 伽利略定义了“惯性”和“力”的概念
C. 在空中匀速降落的空降兵受到的合力为零
D. 物体没有受到力的作用,其速度的大小一定不变,但速度的方向可能改变
8. 一辆汽车以初速度在水平路面上匀速行驶,因前方交通事故紧急刹车而做匀减速直线运动,最后静止。汽车在刹车后最初内通过的位移与最后内通过的位移之比为,则( )
A. 汽车刹车的总时间为
B. 汽车在最初内通过的位移与最后内通过的位移之差为
C. 汽车刹车过程加速度大小为
D. 汽车在刹车后最初内的平均速度为
9. 如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧至最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复,通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t的变化图像如图乙所示,则( )
A. 时刻小球速度最大
B. 至时间内,小球速度一直增大
C. 至时间内,小球速度先增大后减小
D. 至时间内,小球的加速度先减小后增大
10. 如图所示,一质量为m的小球置于半径为R的光滑竖直圆轨道最低点A处,B为轨道最高点,弹簧一端固定于圆心O点,另一端与小球拴接。已知弹簧的劲度系数,原长,弹簧始终处于弹性限度内,若给小球一水平初速度v0,已知重力加速度为g,则
A. 当v0较小时,小球可能会离开圆轨道
B. 若,则小球会在B、D间脱离圆轨道
C. 只要,小球就能做完整圆周运动
D. 只要小球能做完整的圆周运动,则小球与轨道间最大压力与最小压力之差与v0无关
二、非选择题:本题共5小题,共52分。
11. 小明乘坐高铁外出学习,在高铁沿水平轨道启动阶段,他发现水平桌面上的水杯中,水面稳定保持如图所示的形状,小明想借此测量高铁启动的加速度。(图中水杯的截面与高铁的行驶方向平行)
(1)此时高铁的行驶方向为_______(填“从右向左”或“从左向右”)。
(2)已知水杯的直径为,若要测量高铁此时的加速度,还需获得的物理量是________。
A.水杯的质量 B.水面左右两端的高度差
C.高铁行驶时间 D.当地的重力加速度大小
(3)写出高铁启动时加速度的表达式__________[用(2)中的物理量表示]。
12. 小明学完平抛运动知识后,尝试利用平抛运动的知识测量家里的弹射器射出弹丸的速度。小明准备了白纸、米尺、复写纸、支架等材料。实验时,先将白纸和复写纸固定在墙上,并用支架将弹射器固定好,装置如图甲所示。接着压缩弹射器朝墙壁发射弹丸,弹丸通过碰撞复写纸片在白纸上留下落点位置。随后将弹射器沿垂直于墙面方向远离墙壁移动,每次移动的距离为。通过几次重复实验,挑了一张有4个连续落点痕迹的白纸,如图乙所示。取。
(1)下列实验步骤必要的是__________(填正确答案标号)。
A.在安装时,必须确保弹射器水平放置
B.为了减小实验误差,应选用体积小密度大的弹丸
C.每次必须将弹簧压缩至相同位置释放弹丸
D.第一次实验时,需要测量弹射器开口到墙壁的距离
(2)根据测量的数据,可知弹丸离开弹射器的速度大小为__________,弹丸打到点时的速度大小为__________。(结果均保留2位有效数字)
13. 我国打破西方国家的技术封锁在川西山区建成了亚洲最大的风洞群,目前拥有8座世界级风洞设备,具备火箭助推和飞艇带飞等飞行模拟试验能力。如图所示,风洞实验室中可以产生水平向右、大小可调节的风力,现将套有小球的足够长细直杆放入风洞实验室,小球质量,小球孔径略大于杆直径,已知,。
(1)当杆在水平方向固定时(如图甲),调节风力的大小,使小球在杆上做匀速运动,此时风力大小为,求小球与杆间的动摩擦因数;
(2)在满足第(1)问条件下,当杆与水平方向夹角为时(如图乙),调节风力大小让小球沿杆恰好做匀速直线运动,求此时风力的大小。
14. 游乐园中“空中飞椅”的游戏设施如图甲所示,它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子的下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成一个质点,则可简化为如图乙所示的物理模型,其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OOʹ转动,设绳长l=5m,质点的质量m=40kg,转盘静止时质点与转轴之间的距离d=3m,转盘逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角θ=37°。不计空气阻力及绳重,且绳不可伸长,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求质点与转盘一起做匀速圆周运动时:
(1)绳子拉力F的大小及转盘角速度ω的大小;
(2)调整转盘转速,绳长不变,使绳与竖直方向的夹角β=53°,求此时转盘的角速度ω1。
15. 如图所示,在一水平平台上,有一质量为、足够长的木板C,木板C上放有一质量为的物块B,木板C通过一绕过光滑定滑轮的轻绳与物块A相连。开始时用手托住物块A,使绳刚好拉直,绳的拉力为零,木板C与滑轮间的轻绳处于水平位置,物块B与木板C间的动摩擦因数为,木板C与水平台面间的动摩擦因数为,木板C的右端离平台的右端足够远,物块A离地面足够高。取重力加速度大小。
(1)当时,释放物块A后物块B与木板C未发生相对运动,求物块A的最大质量;
(2)若物块A质量、、、、,求从刚释放物块A到物块B相对木板C运动的距离时,物块A运动的时间。
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