精品解析:天津市武清区杨村第一中学2024-2025学年高一下学期开学测试物理试题
2025-03-13
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-开学 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | 天津市 |
| 地区(区县) | 武清区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.23 MB |
| 发布时间 | 2025-03-13 |
| 更新时间 | 2025-03-13 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-03-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50988687.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
杨村一中高一年级2024-2025学年度第二学期开学测试
高一物理
一、单选题(本题共6小题,每小题5分,满分30分,每小题只有一个正确答案。)
1. 两轮自平衡电动车具有运动灵活、操作简单,绿色环保等优点,如图所示,下列分析正确的是( )
A. 自平衡电动车运动灵活是因为惯性比较小
B. 轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车与地面的压力
C. 自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力是一对平衡力
D. 地面对自平衡电动车的支持力是由于自平衡电动车发生形变而产生的
2. 物体从离地面高处做自由落体运动,取。下列说法中正确的是( )
A. 物体运动落地
B. 物体落地时的速度大小为
C. 物体在落地前最后内的位移为
D. 下落过程中,物体第1秒内与第2秒内的位移之比为
3. 如图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb=5N、Fc=10N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则( )
A. f1=5N,f2=0、f3=5N B. f1=5N,f2=5N、f3=0
C. f1=0,f2=5N、f3=5N D. f1=0,f2=10N、f3=5N
4. 甲、乙两质点从同一位置同时出发,沿同一方向做直线运动的位移-时间关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 内,甲质点做加速度减小的位移增大的直线运动
B. 末,甲、乙两质点速度相同
C. 内,乙质点做加速度大小为的匀加速直线运动
D. 内,甲、乙两质点的平均速度相同
5. 如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到注满为止,此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是( )
A. 容器受到的摩擦力不断增大
B. 容器受到的摩擦力不变
C. 水平力F必须逐渐增大
D. 容器受到的合力逐渐增大
6. 如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球,重力加速度为g,下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是( )
A. 小车做匀速直线运动时,,方向沿杆向上方
B. 小车运动状态不同,F大小不定,但方向一定沿杆向上
C. 只有小车向左以加速度加速运动时,F方向才沿杆方向
D. 小车向右以加速度a加速运动时,则
二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分,每小题都有多个正确答案,漏选得3分,选错不给分。)
7. 关于共点力的合成,下列说法正确的是( )
A. 两个分力的合力一定比分力大
B. 两个分力的大小一定,夹角越大,合力越小
C. 两个力合成,其中一个力增大,另外一个力不变,合力一定增大
D. 现有两个力,大小分别为、,这两个力的合力不可能为
8. 在2024年东京奥运会中,中国运动健儿们的背影使人不能忘却。他们雄姿英发的背影,展现着青春的活力,他们在赛场上的拼搏与努力,使中国赢得了一块又一块的金牌,打破了一项又一项的记录,他们彰显了中国精神!跳台跳水可简化为如下的运动过程:运动员从跳台上斜向上跳起,一段时间后落入水中,如图所示。若不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A. 在最高点时处于平衡状态
B. 在空中上升阶段,处于超重状态
C. 在空中运动时,运动员速度变化率不变
D. 研究运动员在空中运动的时间长短时,可将其视为质点
9. 传送带最早从1869年在辛辛那提屠宰场开始使用,如今传送带在物料搬运等方面更是发挥了巨大作用,成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。如图所示,一足够长的水平传送带以恒定的速率顺时针转动。将一物体轻轻放在传送带的左端,以x、v、a、f分别表示物体位移大小、速度大小、加速度大小和所受摩擦力大小,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 在两条相邻平行的直公路上,分别有一辆自行车与汽车同向行驶,自行车在前,汽车在后,相距10米时汽车开始刹车,它们的位移x(m)随时间t(s)变化的规律为:汽车为,自行车为,则下列说法正确的是( )
A. 刹车后汽车做匀减速直线运动,初速度为18m/s,加速度为2m/s2
B. 汽车能追上自行车,且两车共速时,汽车在自行车前面8m的地方
C. 刹车后汽车和自行车第一次相遇时,汽车的速度为14m/s
D. 刹车后汽车和自行车两次相遇的时间分别是1s和5s
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分。)
11. 某实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中为固定橡皮条的图钉,为橡皮条与细绳的结点,和为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)本实验采用的科学方法是 ;
A. 理想实验法 B. 控制变量法
C. 等效替代法 D. 建立物理模型法
(2)某同学认为在此过程中必须注意以下几项,其中正确的是 (填入相应的字母);
A. 两根细绳必须等长
B. 橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C. 在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
D. 在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
E. 在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置
(3)按照正常实验操作,图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是___________(填“”或“”);
(4)在另一小组研究两个共点力合成实验中,两个分力的夹角为,合力为,与的关系图像如图所示。已知这两分力大小不变,则任意改变这两个分力的夹角,能得到的合力大小的变化范围是_________。
12. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图(a)所示的实验装置,其中M为小车的质量,m为砂和砂桶的总质量,m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验时,________(“需要”或“不需要”)保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M,________(“需要”或“不需要”)将带滑轮的长木板右端垫高,以补偿摩擦力。
(2)甲同学以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图象是一条直线,如图(c)所示,图像的斜率为k,则小车的质量M=__________。
A. B. C. D.
(3)乙同学根据测量数据作出如图(d)所示的a-F图像,该同学做实验时存在的问题是___________________。
四、计算题(本题共3小题,共34分,其中13题8分,14题10分,15题16分。)
13. 民航客机一般都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,形成一个连接出口与地面的斜面。已知斜面的倾角为,人员可沿斜面滑行到地上,如图甲所示,图乙是其简化模型。若气囊所构成的斜面高度。质量的某旅客从斜面顶端由静止开始沿气囊滑到斜面底端所用时间为。不计空气阻力及斜面的形变,旅客下滑过程中可视为质点,取重力加速度。求:
(1)乘客滑至斜面底端时的速度的大小;
(2)乘客与气囊之间的动摩擦因数。(结果可以带根号)
14. 如图所示,三根细轻绳系于点,其中绳另一端固定于A点,绳另一端与放在粗糙水平面上的物体M相连,物体M与水平面间的动摩擦因数,绳的另一端绕过固定的光滑定滑轮悬挂一质量为的物体N。平衡时竖直、与水平方向的夹角、水平。已知重力加速度取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求轻绳和上的拉力、的大小;
(2)求轻绳对定滑轮的作用力;
(3)若物体M恰好没有滑动,求物体M的质量。
15. 如图所示,一块质量,(高度不计)长度上表面粗糙的长木板静止在水平面上,水平面与木板间的动摩擦因数。现对长木板施加一个水平向右的恒力使长木板开始运动,取求:
(1)当时,长木板的速度的大小;
(2)当时,立即在长木板右端无初速度放置一个质量的小物块(可视为质点),小物块与木板间的动摩擦因数也是。(注意:下面问题中的时间均是从放上小物块瞬间开始计时)
①经过多长时间小物块和长木板达到共同速度?
②通过计算说明长木板和小物块共速后做什么运动?并试求时长木板的速度的大小。
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杨村一中高一年级2024-2025学年度第二学期开学测试
高一物理
一、单选题(本题共6小题,每小题5分,满分30分,每小题只有一个正确答案。)
1. 两轮自平衡电动车具有运动灵活、操作简单,绿色环保等优点,如图所示,下列分析正确的是( )
A. 自平衡电动车运动灵活因为惯性比较小
B. 轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车与地面的压力
C. 自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力是一对平衡力
D. 地面对自平衡电动车的支持力是由于自平衡电动车发生形变而产生的
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于自平衡电动车的质量较小,惯性较小,运动状态容易改变,因此自平衡电动车运动灵活是因为惯性比较小,A正确;
B.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大车与地面之间的粗糙程度,进而增加运动时的摩擦力,B错误;
C.自平衡电动车及人受到的重力和对地面的压力作用在不同物体上,这两个力不是一对平衡力,C错误;
D.地面对自平衡电动车的支持力是由于地面发生形变而产生的,D错误。
故选A。
2. 物体从离地面高处做自由落体运动,取。下列说法中正确的是( )
A. 物体运动落地
B. 物体落地时的速度大小为
C. 物体在落地前最后内的位移为
D. 下落过程中,物体第1秒内与第2秒内的位移之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据
将,代入,解得
故A错误;
B.物体落地时的速度大小为
故B错误;
C.前2s内的位移为
所以,物体在落地前最后1s内的位移为
故C正确;
D.下落过程中,物体第1秒内位移为
第2秒内位移为
所以,物体第1秒内与第2秒内的位移之比为
故D错误。
故选C。
3. 如图所示,物体a、b和c叠放在水平桌面上,水平力Fb=5N、Fc=10N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则( )
A. f1=5N,f2=0、f3=5N B. f1=5N,f2=5N、f3=0
C. f1=0,f2=5N、f3=5N D. f1=0,f2=10N、f3=5N
【答案】C
【解析】
【详解】为了研究a、b之间的摩擦力的情况,以物体a为研究对象,如图甲所示
通过受力分析得到a与b之间没有摩擦力的作用,所以f1=0;
为了研究b与c之间的摩擦力的情况,以物体a、b整体为研究对象,如图乙所示
在水平方向上,通过受力分析知b受c向右的静摩擦力与平衡,故
为了研究c与桌面之间的摩擦力的情况,以物体a、b、c整体为研究对象,如图丙所示
通过受力分析知c受向左的静摩擦力与平衡,故
故C正确。
故选C。
4. 甲、乙两质点从同一位置同时出发,沿同一方向做直线运动的位移-时间关系图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 内,甲质点做加速度减小的位移增大的直线运动
B. 末,甲、乙两质点速度相同
C. 内,乙质点做加速度大小为的匀加速直线运动
D. 内,甲、乙两质点的平均速度相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.由位移-时间图像的斜率表示速度可知,在0~2s时间内,甲质点图像的斜率逐渐减小,可知甲质点做速度逐渐减小的位移增大的直线运动,故A错误;
B.由位移-时间图像的斜率表示速度可知,末,甲、乙两质点图线的斜率不同,所以速度不同,故B错误;
C.在0~2.5s时间内,乙质点图像的斜率不变,即速度不变,做匀速直线运动,加速度是零,故C错误;
D.在0~2.5s时间内,甲、乙两质点的位移相同,时间相同,平均速度相等,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到注满为止,此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是( )
A. 容器受到的摩擦力不断增大
B. 容器受到的摩擦力不变
C. 水平力F必须逐渐增大
D. 容器受到的合力逐渐增大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.由于物体处于静止状态,受力平衡,摩擦力等于容器和水的总重力,所以容器受到的摩擦力逐渐增大,故A正确,B错误;
C.水平方向受力平衡,力F可能不变,也可能增大,故C错误;
D.容器处于平衡状态,合力始终为零,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m的小球,重力加速度为g,下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是( )
A. 小车做匀速直线运动时,,方向沿杆向上方
B. 小车运动状态不同,F大小不定,但是方向一定沿杆向上
C. 只有小车向左以加速度加速运动时,F方向才沿杆方向
D. 小车向右以加速度a加速运动时,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.当小车做匀速直线运动时,球处于平衡状态,则杆对小球的作用力
方向竖直向上,故A错误;
B.小车运动状态不同,F大小不定,且方向也不一定沿杆向上,故B错误;
C.当F方向沿杆方向,小球受力如图所示
根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
可知F方向沿杆方向时,小车可能向左以加速度加速运动,也可能小车向右以加速度减速运动,故C错误;
D.当小车向右以加速度a运动时,以小球为对象,竖直方向有
水平方向有
则根据力的合成可得
故D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分,每小题都有多个正确答案,漏选得3分,选错不给分。)
7. 关于共点力的合成,下列说法正确的是( )
A. 两个分力的合力一定比分力大
B. 两个分力的大小一定,夹角越大,合力越小
C. 两个力合成,其中一个力增大,另外一个力不变,合力一定增大
D. 现有两个力,大小分别为、,这两个力的合力不可能为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.两个分力的合力不一定比分力都大,如两力方向相反时,合力一定小于其中一个分力,故A错误;
B.两个分力的大小一定,夹角为零时合力最大为两力之和,随着夹角变大,合力减小,当夹角为时,合力最小为两力之差,故B正确;
C.保持夹角不变,使其中一个力增大,合力不一定增大,如当分力夹角成时,较小的分力增加,合力减小,故C错误;
D.3N与6N两力的合力大小范围是3N至9N,合力的最小值为3N,不可能为1N,故D正确。
故选BD。
8. 在2024年东京奥运会中,中国运动健儿们的背影使人不能忘却。他们雄姿英发的背影,展现着青春的活力,他们在赛场上的拼搏与努力,使中国赢得了一块又一块的金牌,打破了一项又一项的记录,他们彰显了中国精神!跳台跳水可简化为如下的运动过程:运动员从跳台上斜向上跳起,一段时间后落入水中,如图所示。若不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A. 在最高点时处于平衡状态
B. 在空中上升阶段,处于超重状态
C. 在空中运动时,运动员的速度变化率不变
D. 研究运动员在空中运动的时间长短时,可将其视为质点
【答案】CD
【解析】
【详解】A.运动员在空中运动到最高点时受重力,受力不平衡,故A错误;
B.运动员在空中只受重力,则运动员处于完全失重状态,故B错误;
C.运动员在空中只受重力,所以运动员在空中的加速度始终为,所以运动员的速度变化率不变,故C正确;
D.研究运动员在空中运动的时间长短时,运动员的大小和形状可以忽略,所以可将其视为质点,故D正确。
故选CD。
9. 传送带最早从1869年在辛辛那提屠宰场开始使用,如今传送带在物料搬运等方面更是发挥了巨大作用,成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。如图所示,一足够长的水平传送带以恒定的速率顺时针转动。将一物体轻轻放在传送带的左端,以x、v、a、f分别表示物体位移大小、速度大小、加速度大小和所受摩擦力大小,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】BCD.在前t1内物体受到向右的滑动摩擦力而做匀加速直线运动,加速度不变,F恒定,速度与时间的关系为
v=at
物体的速度与传送带相同后,不受摩擦力而做匀速直线运动,速度不变,力为0,加速度为0。v-t图象是先倾斜的直线,再是与时间轴平行的直线;先是与时间轴平行的直线,再为0。先与时间轴平行的直线,再为0。故BC正确,D错误;
A.由上分析可知物体先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,位移与时间关系应是
应先是曲线再是倾斜直线,故A错误。
故选BC。
10. 在两条相邻平行的直公路上,分别有一辆自行车与汽车同向行驶,自行车在前,汽车在后,相距10米时汽车开始刹车,它们的位移x(m)随时间t(s)变化的规律为:汽车为,自行车为,则下列说法正确的是( )
A. 刹车后汽车做匀减速直线运动,初速度为18m/s,加速度为2m/s2
B. 汽车能追上自行车,且两车共速时,汽车在自行车前面8m的地方
C. 刹车后汽车和自行车第一次相遇时,汽车速度为14m/s
D. 刹车后汽车和自行车两次相遇的时间分别是1s和5s
【答案】BC
【解析】
【详解】A. 由公式
可得,汽车初速度为18m/s,加速度大小为4m/,A错误:
B. 当汽车与自行车速度相等时,是能否相遇的临界条件,故汽车与自行车的速度相等所需要的时间为
代入数据,可得
3s内汽车的位移为
3s内自行车的位移为
因为
所以,共速时汽车在自行车前面
36—28 =8
的地方,所以B正确;
CD. 当汽车追上自行时,满足
即有
解得
汽车停止运动的时间为
s
说明5s时汽车早已停止运动,汽车停止运动的位移为
因此第二次相遇时间为
s
可得汽车与自行车可以相遇两次,当汽车与自行车第一次相遇时,则有
C正确D错误。
故选BC。
三、实验题(本题共2小题,每空2分,共16分。)
11. 某实验小组做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中为固定橡皮条的图钉,为橡皮条与细绳的结点,和为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)本实验采用的科学方法是 ;
A. 理想实验法 B. 控制变量法
C. 等效替代法 D. 建立物理模型法
(2)某同学认为在此过程中必须注意以下几项,其中正确的是 (填入相应的字母);
A. 两根细绳必须等长
B. 橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C. 在用两个弹簧秤同时拉细绳时要注意使两个弹簧秤的读数相等
D. 在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
E. 在用两个弹簧秤同时拉细绳时必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置
(3)按照正常实验操作,图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是___________(填“”或“”);
(4)在另一小组研究两个共点力合成的实验中,两个分力的夹角为,合力为,与的关系图像如图所示。已知这两分力大小不变,则任意改变这两个分力的夹角,能得到的合力大小的变化范围是_________。
【答案】(1)C (2)DE
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
本实验在操作过程中,要求每次拉橡皮筋时都要使结点达到同一位置O点,这样几个力的作用效果就和一个力的作用效果相同,所以本实验采用的是等效替代法。
故选C。
【小问2详解】
A.为减小力的方向的测量误差,两根细绳可以适当长些,但不需要等长,故A错误;
BC.只有当两个弹簧秤拉力大小相等时,橡皮条才与两绳夹角平分线在同一直线上,而本实验中两个弹簧秤的拉力大小并不要求一定相等,故BC错误;
D.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行,从而减小力的测量误差,故D正确;
E.在用两个弹簧秤同时拉细绳时,必须将橡皮条的另一端拉到用一个弹簧秤拉时记下的位置,从而确保两次力的作用效果相同,故E正确。
故选DE。
【小问3详解】
图乙中F是通过平行四边形定则得到两个弹簧秤拉力合力的理论值,而是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮筋的力,是合力的实际值,所以一定沿AO方向的是。
【小问4详解】
设两个分力中较大的力为,较小的力为,由图可知时
当时
解得,
任意改变这两个分力的夹角,能得到的合力大小的变化范围是。
12. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图(a)所示的实验装置,其中M为小车的质量,m为砂和砂桶的总质量,m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验时,________(“需要”或“不需要”)保证砂和砂桶总质量m远小于小车的质量M,________(“需要”或“不需要”)将带滑轮的长木板右端垫高,以补偿摩擦力。
(2)甲同学以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图象是一条直线,如图(c)所示,图像的斜率为k,则小车的质量M=__________。
A. B. C. D.
(3)乙同学根据测量数据作出如图(d)所示a-F图像,该同学做实验时存在的问题是___________________。
【答案】 ①. 不需要 ②. 需要 ③. C ④. 没有补偿摩擦力或补偿摩擦力不够
【解析】
【详解】(1)[1][2]实验中,因为力传感器可以直接读出绳中拉力,不需要满足砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M,为了使合外力等于绳中拉力,所以需要平衡摩擦力,需要将带滑轮的长木板右端垫高,以补偿摩擦力。
(2)[3]根据
整理得
所以斜率
小车的质量
故选C。
(3)[4] 如图(d)所示的a-F图像,拉力较小时没有加速度,说明没有补偿摩擦力或补偿摩擦力不够。
四、计算题(本题共3小题,共34分,其中13题8分,14题10分,15题16分。)
13. 民航客机一般都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,形成一个连接出口与地面的斜面。已知斜面的倾角为,人员可沿斜面滑行到地上,如图甲所示,图乙是其简化模型。若气囊所构成的斜面高度。质量的某旅客从斜面顶端由静止开始沿气囊滑到斜面底端所用时间为。不计空气阻力及斜面的形变,旅客下滑过程中可视为质点,取重力加速度。求:
(1)乘客滑至斜面底端时的速度的大小;
(2)乘客与气囊之间的动摩擦因数。(结果可以带根号)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据平均速度关系式
解得乘客滑至斜面底端时的速度
【小问2详解】
根据牛顿第二定律
其中
解得
14. 如图所示,三根细轻绳系于点,其中绳另一端固定于A点,绳的另一端与放在粗糙水平面上的物体M相连,物体M与水平面间的动摩擦因数,绳的另一端绕过固定的光滑定滑轮悬挂一质量为的物体N。平衡时竖直、与水平方向的夹角、水平。已知重力加速度取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求轻绳和上的拉力、的大小;
(2)求轻绳对定滑轮的作用力;
(3)若物体M恰好没有滑动,求物体M的质量。
【答案】(1),
(2),水平方向成角向右斜向下
(3)
【解析】
【小问1详解】
对物体N,根据平衡条件可知
对接点,根据平衡条件,在水平方向
在竖直方向
解得,
【小问2详解】
以滑轮为对象,可知轻绳对滑轮的作用力大小为
方向沿滑轮两侧轻绳的角平分线向下,即与水平方向成角向右斜向下。
【小问3详解】
如果物体M恰好没有滑动,则有
其中
解得
15. 如图所示,一块质量,(高度不计)长度的上表面粗糙的长木板静止在水平面上,水平面与木板间的动摩擦因数。现对长木板施加一个水平向右的恒力使长木板开始运动,取求:
(1)当时,长木板的速度的大小;
(2)当时,立即在长木板右端无初速度放置一个质量的小物块(可视为质点),小物块与木板间的动摩擦因数也是。(注意:下面问题中的时间均是从放上小物块瞬间开始计时)
①经过多长时间小物块和长木板达到共同速度?
②通过计算说明长木板和小物块共速后做什么运动?并试求时长木板的速度的大小。
【答案】(1)
(2)①;②匀速直线运动,计算说明见解析,
【解析】
【小问1详解】
对长木板,根据牛顿第二定律
代入数据,解得
则当时,长木板的速度大小为
【小问2详解】
①对小物块,根据牛顿第二定律
解得
方向水平向右,做加速运动。此时对长木板,根据牛顿第二定律
解得
方向水平向左,做减速运动。小物块和长木板达到共同速度
解得,
②假设小物块和长木板共速后可以一起运动,则对整体根据牛顿第二定律
解得
所以假设成立,长木板和小物块共速后一起做匀速直线运动,因为
所以
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