内容正文:
2025—2026学年度上学期2023级
8月月考物理试卷
考试时间:2025年8月15日
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 物理学发展推动了社会进步,关于物理学史和物理学研究方法,下列说法正确的是( )
A. 质点概念的建立体现了等效替代的思想
B. 速度和加速度都是利用比值定义法得到的定义式
C. 牛顿、千克、秒是国际单位制中的三个基本单位
D. 牛顿第一定律是通过多次实验总结出来的一条实验定律
2. 某同学使用计算机玩模拟弹道导弹拦截游戏。游戏中弹道导弹甲自坐标原点,以速度沿轴正方向做匀速直线运动,拦截弹乙自轴上距点距离的点做初速度为0、加速度,方向与轴负方向的夹角为的匀加速直线运动。若恰好拦截成功,且以甲通过点时作为计时起点,则拦截弹乙发射的时刻为( )
A. B. C. D.
3. 如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块(A、B接触面竖直,此时A恰好不滑动,B刚好不下滑,已知A与B间的动摩擦因数为,A与地面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,与B的质量之比为
A. B. C. D.
4. 如图所示,三根光滑轨道、、下端分别为、、,位于的正下方,、。一小圆环从点由静止分别沿、、滑下,滑到下端的时间分别为、、,下列选项正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
5. 汽车在平直公路上行驶,发现险情紧急刹车,汽车立即做匀减速直线运动直到停车,已知汽车刹车时第1秒内的位移为13m,在最后1秒内的位移为2m,则下列说法正确的是( )
A. 汽车在第1秒末的速度为10m/s B. 汽车加速度大小可能为3m/s2
C. 汽车在第1秒末的速度为11m/s D. 汽车的加速度大小为4.5m/s2
6. 如图所示,上表面粗糙、倾角的斜面体放在光滑的水平地面上,一物块静止在斜面体上。现给斜面体一水平向左的推力F,发现无论F多大,物块均能与斜面体保持相对静止。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物块与斜面体间的动摩擦因数μ应满足的条件为( )
A. B. C. D.
7. 如图甲所示,足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动,一根轻弹簧两端分别与物块和竖直墙面连接,将物块在传送带左端无初速度释放,此时弹簧恰处于原长且为水平。物块向右运动的过程中,受到的摩擦力大小与物块位移的关系如图乙所示。已知物块质量为,物块与传送带间的动摩擦因数为,重力加速度为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,为已知量,则( )
A. 过程,物块所受的摩擦力方向向左
B. 过程,物块做匀加速运动
C. 弹簧的劲度系数为
D. 物块运动到处时,物块的加速度大小为
8. 如图所示,悬绳OA将一质量为m的小球悬挂于O点,OA与竖直方向的夹角为,力F作用于小球,保持A点位置不变,现使F逆时针缓慢旋转90°,则( )
A. 力F先减小再增大 B. 力F逐渐减小
C. 力F与水平夹角为25°时,取到最小值 D. 悬绳OA上的拉力先增大再减小
9. 如图甲所示,轻质弹簧的一端固定于倾角为θ=30°的斜面底端,另一端恰好位于斜面上的B点.一质量为m=2kg的小滑块(可视为质点)从斜面上的A点由静止开始下滑,下滑过程中滑块下滑速度v的平方与其下滑距离x之间的关系如图乙所示,其中Oa段为直线,重力加速度g取10m/s2,则( )
A. 滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25
B. 弹簧的劲度系数为50N/m
C. 滑块运动到最低点C时,弹簧弹性势能大小为2.6J
D. 滑块从最低点C 返回时,一定能到达B点
10. 如图甲,abcd和a'b'c'd'为在同一水平面内的固定光滑平行金属导轨,左右导轨间距分别为2L、L,整个导轨处于竖直向下的匀强磁场中,左侧导轨间的磁感应强度大小为B0,右侧导轨间的磁感应强度大小按图乙规律变化,两根金属杆M、N分别垂直两侧导轨放置,N杆与cc'之间恰好围成一个边长为L的正方形,M杆中点用一绝缘细线通过轻质定滑轮与一重物相连,t=0时释放重物,同时在N杆中点处施加一水平向右的拉力F,两杆在0~t0时间内均处于静止状态,从t0时刻开始,拉力F保持不变,重物向下运动x距离时(M杆未到达定滑轮处),速度达到最大,已知M、N杆和重物的质量都为m,M、N接入电路的电阻都为R,不计导轨电阻,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 0~t0时间内,回路中的感应电动势为
B. 0~t0时间内,施加在N杆上的拉力F随时间t变化的关系为
C. 重物下落的最大速度为
D. 从t=0时刻到重物达到最大速度的过程中,回路产生的焦耳热为
二、实验题(共16分)
11. 某实验小组在探究“物块质量一定,加速度与力的关系”时,在细线的一端安装力传感器来显示拉力的大小(如图甲所示)进行实验。
(1)在物块两侧分别安装上纸带和细线,调节木板处于水平状态,再调整滑轮高度,使细线与木板表面______(选填“平行”或“不平行”)。
(2)在轻质滑轮下挂上适量的钩码,使物块匀速运动,此时力传感器示数为2.0N。若物块与木板间的动摩擦因数为0.5,则物块的质量M=______kg。(g取,不计滑轮与细线、纸带与打点计时器之间的摩擦)
(3)更换纸带,增加钩码个数,重复实验。如图乙所示是某次实验得到的一条纸带的一部分,已知打点计时器所接的交流电源的频率为50Hz,图中相邻两计数点间还有4个点未画出,则物块的加速度是______。(结果保留两位小数)
12. 为测量某电源的电动势E(约为3V)和内阻r(约为2Ω),小聪同学设计了如图甲、乙所示实验电路图,并完成了图甲电路图的实物连接,如图丙所示。已知电流表的内电阻约为1Ω,电压表的内电阻约为3kΩ,变阻器最大电阻20Ω、额定电流1A,定值电阻。请回答下列问题:
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移至最______端。(选填“左”或“右”)
(2)闭合开关S后,移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值,记录下几组电压表示数U和对应的电流表示数I。
(3)接着在图丙中通过改变1根导线的一个接线位置,就完成了图乙电路图的实物连接,请问改变的是哪根导线______。(填导线编号)
(4)重复步骤(1)(2)。把甲、乙两组实验记录的数据在同一坐标系内描点作出图像,如图丁所示,可知图中标记为I的图线是采用实验电路______(填“甲”或“乙”)测量得到的。
(5)不管是采用图甲还是图乙实验电路,实验测出的电源内阻均存在系统误差,从减小系统误差角度考虑,该实验宜选用图______(选填“甲”或“乙”)实验电路。
(6)利用图丁图像提供的信息可以修正该实验的系统误差,则修正后被测电源的内阻______(、、、、均已知)。
三、解答题(共44分)
13. 蹦极项目越来越得到大家的青睐。如图甲所示,一个质量为的游玩者由悬挂点静止竖直跳下,先后经过了A、B和C三点。下落过程中游玩者的速度与时间关系(图像)如图乙所示,已知游玩者由静止开始下落至A点的时间(图像OA段为直线),B点为图像的最高点,C点的加速度大小为。假设弹性绳的弹力与伸长量的关系符合胡克定律,且劲度系数为,忽略空气阻力(g取)。求:
(1)A点距离悬挂点的高度;
(2)B点距离悬挂点的高度;
(3)悬挂点距离水面高度的最小值(为了人的安全,蹦极装置一般置于水面之上)。
14. 质量为的长木板置于水平面上,物块(视为质点)质量,初始时刻物块处于长木板右端。长木板与水平面间、物块与长木板间的动摩擦因数分别为和。某时刻分别给长木板和物块如图所示的初速度,大小分别为,方向相反。物块在以后运动过程始终没有滑离长木板。取。求:
(1)刚开始运动时长木板与物块的加速度大小和;
(2)从开始运动到物块与长木板速度第一次相等所用的时间;
(3)到两者都静止时,物块距木板右端的距离。
15. 如图所示,长为L=5.0m的倾斜传送带以速度v=2.0m/s沿顺时针方向匀速转动,与水平方向间夹角θ=37°。质量mA=2.0kg的小物块A和质量mB=1.0kg的小物块B由跨过轻质定滑轮的轻绳连接,A与滑轮间的绳子和传送带平行。某时刻给A沿传送带向上的初速度,给B竖直向上的初速度,速度大小均为v0=4.0m/s,此时轻绳绷紧,在A、B获得初速度的同时,在A上施加方向沿传送带向上、大小恒定的拉力,使A沿传送带向上运动。已知A与传送带间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计滑轮摩擦,轻绳足够长且不可伸长,整个运动过程中B都没有上升到滑轮处,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,研究A沿传送带上升的过程,求:
(1)A、B始终匀速运动时拉力的大小F0;
(2)拉力F1=24N,A所受摩擦力的冲量大小I;
(3)拉力F2=12N,传送带对A所做的功W和A与传送带摩擦所产生的内能Q。
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2025—2026学年度上学期2023级
8月月考物理试卷
考试时间:2025年8月15日
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1. 物理学发展推动了社会进步,关于物理学史和物理学研究方法,下列说法正确的是( )
A. 质点概念的建立体现了等效替代的思想
B. 速度和加速度都是利用比值定义法得到的定义式
C. 牛顿、千克、秒是国际单位制中的三个基本单位
D. 牛顿第一定律是通过多次实验总结出来的一条实验定律
【答案】B
【解析】
【详解】A.质点概念的建立体现了理想模型的思想,故A错误;
B.速度和加速度都是利用比值定义法得到的定义式,故B正确;
C.米、千克、秒是国际单位制中的三个基本单位,牛顿是国际单位制中的导出单位,故C错误;
D.牛顿第一定律是以实验为基础,通过推理、想像总结出来的,所以不是实验定律,故D错误。
故选B。
2. 某同学使用计算机玩模拟弹道导弹拦截游戏。游戏中弹道导弹甲自坐标原点,以速度沿轴正方向做匀速直线运动,拦截弹乙自轴上距点距离的点做初速度为0、加速度,方向与轴负方向的夹角为的匀加速直线运动。若恰好拦截成功,且以甲通过点时作为计时起点,则拦截弹乙发射的时刻为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】若恰好拦截成功,根据几何关系可知甲的位移为
解得
乙的位移为
解得
所以拦截弹乙发射的时刻为
故选D。
3. 如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块(A、B接触面竖直,此时A恰好不滑动,B刚好不下滑,已知A与B间的动摩擦因数为,A与地面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,与B的质量之比为
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析:对A、B整体分析,受重力、支持力、推力和最大静摩擦力,根据平衡条件,有:
F=μ2(m1+m2)g ①
再对物体B分析,受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力,根据平衡条件,有:
水平方向:F=N
竖直方向:m2g=f
其中:f=μ1N
联立有:m2g=μ1F ②
联立①②解得:
故选B。
【考点定位】物体的平衡
【点睛】本题关键是采用整体法和隔离法灵活选择研究对象,受力分析后根据平衡条件列式求解,注意最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。
4. 如图所示,三根光滑轨道、、下端分别为、、,位于的正下方,、。一小圆环从点由静止分别沿、、滑下,滑到下端的时间分别为、、,下列选项正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】设OA与AC夹角为,OA高度为h,如图
则小圆环在OC滑动时,有
解得
小圆环在OB滑动时,有
解得
小圆环在OA滑动时,有
解得
综合可知
故选D。
5. 汽车在平直公路上行驶,发现险情紧急刹车,汽车立即做匀减速直线运动直到停车,已知汽车刹车时第1秒内的位移为13m,在最后1秒内的位移为2m,则下列说法正确的是( )
A. 汽车在第1秒末的速度为10m/s B. 汽车加速度大小可能为3m/s2
C. 汽车在第1秒末的速度为11m/s D. 汽车的加速度大小为4.5m/s2
【答案】C
【解析】
【详解】汽车运动的逆过程是初速度为零的匀加速直线运动,对于最后1s,有
解得
设汽车刹车的初速度为v0,对于第1s内,由
代入数据得
13=v0×1-×4×12
可得
v0=15m/s
汽车在第1秒末的速度为
v1=v0-at=11m/s
故选C。
6. 如图所示,上表面粗糙、倾角的斜面体放在光滑的水平地面上,一物块静止在斜面体上。现给斜面体一水平向左的推力F,发现无论F多大,物块均能与斜面体保持相对静止。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物块与斜面体间的动摩擦因数μ应满足的条件为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】当F=0时,物块能静止在斜面上,可知
得
即
当F特别大时,对物块受力分析,将加速度分解到沿斜面方向和垂直斜面方向,由牛顿第二定律,沿斜面方向
垂直斜面方向
又
由于F可以取无穷大,加速度无穷大,所以以上各式中的和可忽略,联立解得
综合分析得
故BCD错误,A正确。
故选A。
7. 如图甲所示,足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动,一根轻弹簧两端分别与物块和竖直墙面连接,将物块在传送带左端无初速度释放,此时弹簧恰处于原长且为水平。物块向右运动的过程中,受到的摩擦力大小与物块位移的关系如图乙所示。已知物块质量为,物块与传送带间的动摩擦因数为,重力加速度为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,为已知量,则( )
A. 过程,物块所受的摩擦力方向向左
B. 过程,物块做匀加速运动
C. 弹簧的劲度系数为
D. 物块运动到处时,物块的加速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.物块在刚释放的一段时间内相对传送带向左滑动,受到的滑动摩擦力向右,同时弹簧弹力逐渐增大,由题图乙可知当时,摩擦力发生突变,瞬间减小后,随着x正比例增大,考虑到弹簧弹力也是随x而正比例增大,由此可推知当时,物块刚好达与传送带达到共同速度,之后随着传送带继续向右运动,在过程物块始终相对传送带静止,弹力和静摩擦力同时增大且平衡,物块做匀速直线运动,当时,弹簧弹力大小增大至与滑动摩擦力大小相同,故AB错误;
C.根据AB选项分析可知,物块在2x0处滑动摩擦力等于弹簧拉力,故
故C正确;
D.根据对称性可知,物体可以运动到3x0处,此时根据牛顿第二定律
解得
故D错误。
故选C。
8. 如图所示,悬绳OA将一质量为m的小球悬挂于O点,OA与竖直方向的夹角为,力F作用于小球,保持A点位置不变,现使F逆时针缓慢旋转90°,则( )
A. 力F先减小再增大 B. 力F逐渐减小
C. 力F与水平夹角为25°时,取到最小值 D. 悬绳OA上的拉力先增大再减小
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.对小球受力分析,受重力mg、悬绳OA拉力T、拉力F,由题意可知,小球受力平衡,由平衡条件可得如图所示,力F逆时针缓慢旋转时,可知拉力F先减小再增大,A正确,B错误;
C.由解析图可知,力F与水平夹角为25°时,力F最小,取到最小值,C正确;
D.由解析图可知,悬绳OA上的拉力T一直减小,D错误。
故选AC。
9. 如图甲所示,轻质弹簧的一端固定于倾角为θ=30°的斜面底端,另一端恰好位于斜面上的B点.一质量为m=2kg的小滑块(可视为质点)从斜面上的A点由静止开始下滑,下滑过程中滑块下滑速度v的平方与其下滑距离x之间的关系如图乙所示,其中Oa段为直线,重力加速度g取10m/s2,则( )
A. 滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25
B. 弹簧的劲度系数为50N/m
C. 滑块运动到最低点C时,弹簧弹性势能大小为2.6J
D. 滑块从最低点C 返回时,一定能到达B点
【答案】BC
【解析】
【详解】A.滑块从A运动到B的过程,有 v2=2ax,得知图像的斜率等于2a,即得
2a=5m/s2
a=2.5m/s2
根据牛顿第二定律得
解得
故A错误;
B.在滑块速度最大位置有
由图知,弹簧被压缩 ∆x=0.1m,解得
k=50N/m
故B正确;
C.滑块运动到最低点C时,弹簧弹性势能大小为
由图知
xAC=0.52m
解得
Ep=2.6J
故C正确;
D.设滑块返回时上滑的最大距离为S,则
解得
所以滑块不能返回到B点,故D错误;
故选BC。
【点睛】对图像直线段,运用速度位移公式列式,求出加速度,再由牛顿第二定律求动摩擦因数.由图得到最大速度,此时滑块的合力为零,由平衡条件和胡克定律结合求弹簧的劲度系数,从开始到最低点的过程,由功能关系求弹簧弹性势能大小.再由返回过程,由功能关系求上升的最大距离.
10. 如图甲,abcd和a'b'c'd'为在同一水平面内的固定光滑平行金属导轨,左右导轨间距分别为2L、L,整个导轨处于竖直向下的匀强磁场中,左侧导轨间的磁感应强度大小为B0,右侧导轨间的磁感应强度大小按图乙规律变化,两根金属杆M、N分别垂直两侧导轨放置,N杆与cc'之间恰好围成一个边长为L的正方形,M杆中点用一绝缘细线通过轻质定滑轮与一重物相连,t=0时释放重物,同时在N杆中点处施加一水平向右的拉力F,两杆在0~t0时间内均处于静止状态,从t0时刻开始,拉力F保持不变,重物向下运动x距离时(M杆未到达定滑轮处),速度达到最大,已知M、N杆和重物的质量都为m,M、N接入电路的电阻都为R,不计导轨电阻,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 0~t0时间内,回路中的感应电动势为
B. 0~t0时间内,施加在N杆上的拉力F随时间t变化的关系为
C. 重物下落的最大速度为
D. 从t=0时刻到重物达到最大速度的过程中,回路产生的焦耳热为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.0~t0时间内回路的感应电动势为
根据图乙可知
解得
故A正确;
B.根据图乙可知
令0~t0时间内回路的感应电流为I,对M有
对N有
解得
故B错误;
C.根据上述,t0时刻的拉力大小为
t0时刻之后,对M与重物整体进行分析有
对N进行分析有
解得
可知M、N的加速度大小相等,当时,重物速度最大,即
其中
解得
故C错误;
D.在0~t0时间内,有
在0~t0时间内,产生的热量为
由,M、N杆的速度在任意时刻大小均相等,位移大小也相等。则从t0时刻开始到重物最大速度的过程中有
解得
则回路产生的焦耳热为
故D正确。
故选AD。
二、实验题(共16分)
11. 某实验小组在探究“物块质量一定,加速度与力的关系”时,在细线的一端安装力传感器来显示拉力的大小(如图甲所示)进行实验。
(1)在物块两侧分别安装上纸带和细线,调节木板处于水平状态,再调整滑轮高度,使细线与木板表面______(选填“平行”或“不平行”)。
(2)在轻质滑轮下挂上适量的钩码,使物块匀速运动,此时力传感器示数为2.0N。若物块与木板间的动摩擦因数为0.5,则物块的质量M=______kg。(g取,不计滑轮与细线、纸带与打点计时器之间的摩擦)
(3)更换纸带,增加钩码个数,重复实验。如图乙所示是某次实验得到的一条纸带的一部分,已知打点计时器所接的交流电源的频率为50Hz,图中相邻两计数点间还有4个点未画出,则物块的加速度是______。(结果保留两位小数)
【答案】(1)平行 (2)0.4
(3)0.82
【解析】
【小问1详解】
在物块两侧分别安装上纸带和细线,调节木板处于水平状态,再调整滑轮高度,使细线与木板表面平行,从而确保细线的拉力为小球的合外力。
【小问2详解】
由物块受力平衡可知
代入数据得
【小问3详解】
每相邻两个计数点的时间间隔
物块加速度大小为
12. 为测量某电源的电动势E(约为3V)和内阻r(约为2Ω),小聪同学设计了如图甲、乙所示实验电路图,并完成了图甲电路图的实物连接,如图丙所示。已知电流表的内电阻约为1Ω,电压表的内电阻约为3kΩ,变阻器最大电阻20Ω、额定电流1A,定值电阻。请回答下列问题:
(1)闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移至最______端。(选填“左”或“右”)
(2)闭合开关S后,移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值,记录下几组电压表示数U和对应的电流表示数I。
(3)接着在图丙中通过改变1根导线的一个接线位置,就完成了图乙电路图的实物连接,请问改变的是哪根导线______。(填导线编号)
(4)重复步骤(1)(2)。把甲、乙两组实验记录的数据在同一坐标系内描点作出图像,如图丁所示,可知图中标记为I的图线是采用实验电路______(填“甲”或“乙”)测量得到的。
(5)不管是采用图甲还是图乙实验电路,实验测出的电源内阻均存在系统误差,从减小系统误差角度考虑,该实验宜选用图______(选填“甲”或“乙”)实验电路。
(6)利用图丁图像提供的信息可以修正该实验的系统误差,则修正后被测电源的内阻______(、、、、均已知)。
【答案】 ①. 左 ②. ③ ③. 乙 ④. 甲 ⑤.
【解析】
【详解】(1)[1]闭合开关S前,应将滑动变阻器的滑片P移至最左端,保证开始时接入电路的滑动变阻器阻值最大,用以保护电路。
(3)[2]将导线③连接在定值电阻R0一端改接到电流表负接线柱上,便可实现图乙电路图的实物连接。
(4)[3]对图甲而言,根据闭合欧姆定律可得
整理可得
可知,对应U-I图线,当I为零时,对应
对图乙而言,根据闭合欧姆定律可得
可知,对应U-I图线,当I为零时,对应
故可知标记为I的图线是采用实验电路乙测量得到的。
(5)[4]当采用图甲所示电路时,相对误差大小为
当采用图乙所示电路时,相对误差大小为
该相对误差远大于图甲所示电路,故宜选用图甲所示电路。
(6)[5]曲线I对应的U1和I1满足
曲线II对应的U2和I2满足
因此可以解得
则
三、解答题(共44分)
13. 蹦极项目越来越得到大家的青睐。如图甲所示,一个质量为的游玩者由悬挂点静止竖直跳下,先后经过了A、B和C三点。下落过程中游玩者的速度与时间关系(图像)如图乙所示,已知游玩者由静止开始下落至A点的时间(图像OA段为直线),B点为图像的最高点,C点的加速度大小为。假设弹性绳的弹力与伸长量的关系符合胡克定律,且劲度系数为,忽略空气阻力(g取)。求:
(1)A点距离悬挂点的高度;
(2)B点距离悬挂点的高度;
(3)悬挂点距离水面高度的最小值(为了人的安全,蹦极装置一般置于水面之上)。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
A点距离悬挂点的高度为
【小问2详解】
设B点对应弹性绳的伸长量为,由B点对应的加速度为零得
求得
所以,B点距离悬挂点的高度为
【小问3详解】
设C点对应弹性绳的伸长量为,由牛顿第二定律得
求得
所以,悬挂点距离水面高度的最小值为
14. 质量为的长木板置于水平面上,物块(视为质点)质量,初始时刻物块处于长木板右端。长木板与水平面间、物块与长木板间的动摩擦因数分别为和。某时刻分别给长木板和物块如图所示的初速度,大小分别为,方向相反。物块在以后运动过程始终没有滑离长木板。取。求:
(1)刚开始运动时长木板与物块的加速度大小和;
(2)从开始运动到物块与长木板速度第一次相等所用的时间;
(3)到两者都静止时,物块距木板右端的距离。
【答案】(1)2m/s2;1m/s2
(2)2s (3)5.8125m
【解析】
【小问1详解】
对长木板受力分析
解得
对物块受力分析得
解得
【小问2详解】
对物块与木板的运动情况分析,结合(1)问作出长木板与物块的图像如图
令水平向右为正方向,设经时间物块与木板的速度相同,有
解得
此时的速度
【小问3详解】
物块与长木板速度达到相等后的运动分析:由于,所以接下来物块与长木板以不同的加速度向前减速。对物块受力分析知:物块加速度仍为
对长木板受力分析得
解得
长木板从二者速度相等经时间减速停下
解得
长木板在与物块速度相等前运动的位移为
长木板在时间内的位移为
可得
由图物块的v-t图可知,物块对地位移为
向右运动两者的相对位移为
15. 如图所示,长为L=5.0m的倾斜传送带以速度v=2.0m/s沿顺时针方向匀速转动,与水平方向间夹角θ=37°。质量mA=2.0kg的小物块A和质量mB=1.0kg的小物块B由跨过轻质定滑轮的轻绳连接,A与滑轮间的绳子和传送带平行。某时刻给A沿传送带向上的初速度,给B竖直向上的初速度,速度大小均为v0=4.0m/s,此时轻绳绷紧,在A、B获得初速度的同时,在A上施加方向沿传送带向上、大小恒定的拉力,使A沿传送带向上运动。已知A与传送带间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计滑轮摩擦,轻绳足够长且不可伸长,整个运动过程中B都没有上升到滑轮处,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,研究A沿传送带上升的过程,求:
(1)A、B始终匀速运动时拉力的大小F0;
(2)拉力F1=24N,A所受摩擦力的冲量大小I;
(3)拉力F2=12N,传送带对A所做的功W和A与传送带摩擦所产生的内能Q。
【答案】(1)30N;(2)10N⸱s;(3)16J,
【解析】
【详解】(1)A、B始终匀速运动时,系统受力平衡,有
代入相关数据解得
(2)拉力F1=24N时,设物体运动的加速度大小为a1,绳中拉力为T1,取A研究,根据牛顿第二定律有
取B研究有
联立解得
设历时t1后和皮带共速,则
运动的距离为s1,则
之后摩擦力突变为静摩擦力,设为f,A、B一起向上匀速,则
解得
方向沿斜面向下;设匀速过程历时t2,则
可得上升的过程中A所受摩擦力的冲量大小为
解得
(3)拉力F2=12N时,设物体运动的加速度大小为a2,绳中拉力为T2,取A研究,根据牛顿第二定律有
取B研究有
解得
设历时t1′后和皮带共速,则
运动的距离为s1′,则
皮带运动的距离s皮1,则
之后继续向上减速,设加速度大小为a3,则
解得
设历时t2′后速度减为0,则
减速的距离为s2′,则
该过程皮带运动的距离s皮2,则
传送带对A所做的功
A与传送带摩擦所产生的内能
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