精品解析:天津市南开中学滨海生态城学校2025-2026学年高三上学期第一次月考物理试卷
2026-01-14
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内容正文:
天津市南开中学滨海生态城学校2025-2026学年(上)
高三级部第一次月反馈物理试卷
第Ⅰ卷选择题(共48分)
注意事项:
1.每题选出答案后,用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
2.本卷共12小题,每小题4分,共48分。
一、单项选择题(本题共8小题,每题4分,共32分)
1. 如图所示,小车在水平推力作用下向前加速运动,下列说法正确的是( )
A. 小车所受重力与水平面受到的压力是一对平衡力
B. 小车在水平方向上受到的推力和阻力是一对平衡力
C. 撤去推力后,小车仍会前进一段距离是因为小车具有惯性
D. 撤去推力后,小车最终停下来说明运动需要力来维持
2. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶,遇到紧急情况,突然刹车,从开始刹车起运动过程中的位移(单位:m)与时间(单位:s)的关系式为(m),下列分析正确的是( )
A. 刹车过程中最后1s内的位移大小是5m
B. 刹车过程中在相邻1s内的位移差的绝对值为5m
C. 从刹车开始计时,8s内通过的位移大小为80m
D. 从刹车开始计时,前1s内和前2s内的位移大小之比为11:9
3. 我国自主研发的霍尔推进器在国际空间站中的应用,标志着我国在电推进技术领域已经跻身国际领先行列。已知“比冲量”指单位质量推进剂产生的冲量,也叫“比推力”,其单位可以用国际单位制中基本单位表示为( )
A. N·s·kg B. m/s C. N/s D. m/s²
4. 某斧头砍木块、刃部进入木块的截面如图所示,刃部左侧面与右侧面的夹角为,右侧面与木块水平表面垂直、斧头对木块的作用力竖直向下。当斧头刃部右侧面对木块的推力大小为时、下列说法正确的是( )
A. 斧头刃部左侧面对木块的推力大小为
B. 斧头刃部左侧面对木块的推力大小为
C. 斧头刃部对木块的作用力大小为
D. 斧头刃部对木块的作用力大小为
5. 为节能环保,电梯在没有人员时,其转动非常缓慢,当人员走上电梯时,通过红外感应电梯会加速运转,人员站在电梯上,随着电梯经历先加速后匀速的过程,则下列说法正确的是( )
A. 在匀速阶段,电梯对人的作用力为零
B. 在加速阶段,人处于超重状态
C. 整个过程人受到的摩擦力不变
D. 整个过程电梯对人的支持力不变
6. 甲、乙两辆小车分别在平行的两条直轨道上沿同一方向运动,从它们并排时开始计时,二者的图像如图所示。两车可视为质点,下列说法正确的是( )
A. 甲车在4s末距初始计时点最远
B. 甲车在第5s末的加速度大小为
C. 相遇前两车的最大距离为10m
D. 甲、乙两辆小车在10s末相遇
7. 如图所示,A、B两小球连在轻质弹簧两端质量为m和2m,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,斜面是固定的,开始时A、B处于静止状态,若不计弹簧质量。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的弹力大小为mg
B. B球受到细线的拉力为2mg
C. 当剪断细线瞬间,A球的加速度为0,B球的加速度为
D. 当剪断细线瞬间,A球的加速度为,B球的加速度为g
8. 如图甲所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过滑块压缩后锁定,时解除锁定同时释放滑块,其图像如图乙所示,其中bc段为直线,对应的运动时间为,直线Od是图线过O点的切线,已知滑块质量,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 滑块与地面间的动摩擦因数为0.4 B. 解除锁定后滑块运动,滑块速度达最大
C. 弹簧的劲度系数为 D. 滑块与弹簧分离后运动的距离为
二、多项选择题(本题共4小题,每题4分,共16分;选对但不全得2分,选错或不答0分。)
9. 甲、乙两质点在同一直线上运动的位移一时间图像如图所示,其中甲的图线是直线,乙的图是抛物线。甲、乙相遇时互不影响,下列说法正确的是( )
A. 甲的速度大小为 B. 乙始终朝一个方向运动
C. 甲、乙可能在内相遇 D. 在内甲、乙的速度不可能相同
10. 轻绳与竖直方向的夹角为,另一轻绳绕过滑轮,一端连着一重物,某人拉着轻绳的另一端水平向右运动,将重物缓慢吊起,绕过滑轮的两段轻绳的夹角为。对重物被缓慢吊起的过程,下列说法正确的是( )
A. 连接重物的轻绳上的拉力变小
B. 夹角与夹角的比值不变
C. 连接滑轮的轻绳上的弹力不变
D. 人与地面之间的摩擦力逐渐增大
11. 如图,静置于光滑水平面上的物体A通过跨过定滑轮的轻绳与物体B相连,用手托住B,轻绳刚好被拉直。A、B的质量分别为mA和mB,不计滑轮的质量和摩擦。现撤去手,静止释放B。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 释放后B的加速度等于g
B. 释放后A的加速度等于
C. 释放后轻绳拉力从零突变为
D. 若A、B两物体的总质量不变,则A、B两物体的质量相等时,释放后轻绳拉力最大
12. 如图,粗糙水平面上放着一足够长的木板A,质量M=2kg,A上面放着小物块B,质量m=4kg,A与B以及A与地面摩擦因数均为0.2,g=10m/s2,给A施加水平恒力F,下列说法中正确的是( )
A. 时,A的加速度为
B. 时,B的加速度为
C. ,A、B之间摩擦力大小为8N
D. 如果把F作用到B上,无论F有多大,木板A均不会运动
第Ⅱ卷非选择题(共52分)
注意事项:
1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
2.本卷共5题,共52分。
13. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,装置如图甲所示,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。
(1)本实验主要采用的科学方法是 。
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
(2)关于本实验的操作过程,下列说法正确的是 ;
A. 为了方便测量,实验时两细绳OB、OC必须相互垂直
B. 橡皮条必须与两绳夹角的平分线在同一直线上
C. 为了减小误差,两根绳必须等长
D. 在同一组实验中,结点O的位置不能改变
(3)根据实验数据,该同学作出实验结果图如图乙所示,则______(选填“F”或“”)一定沿AO方向。
(4)图丙是某次实验记录的部分信息,其中合力F=6N,与合力F夹角为60°,F2与合力F夹角为30°,则的大小为______N。
14. 某小组采用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律,部分实验步骤如下:
(1)将两光电门安装在长直轨道上,选择宽度为的遮光片固定在小车上,调整轨道倾角,用跨过定滑轮的细线将小车与托盘及砝码相连。选用______cm(填“0.50”或“1.01”)的遮光片,可以较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度。
(2)将小车自轨道右端由静止释放,从数字毫秒计分别读取遮光片经过光电门1、光电门2时的速度、,以及从遮光片开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间,计算小车的加速度______(结果保留2位有效数字)。
(3)将托盘及砝码的重力视为小车受到的合力,改变砝码质量,重复上述步骤,根据数据拟合出图像,如图乙所示。若要得到一条过原点的直线,实验中应______(填“增大”或“减小”)轨道的倾角。
15. 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量,动力系统提供的恒定升力。试飞时,飞行器从地面由静止开始沿竖直方向加速上升,当飞到高度处时飞行器立即失去动力。设飞行器飞行时所受的阻力大小恒为,重力加速度。试求:
(1)飞行器加速上升的时间;
(2)飞行器落回地面时的速度大小。
16. 如图所示,质量M=2kg的长方体形铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右做匀加速直线运动,质量的木块A贴在铁箱后壁上与铁箱保持相对静止,质量的小球B通过细绳与铁箱上侧连接,细绳与竖直方向的夹角α=60°。已知铁箱与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度。求:
(1)铁箱加速度的大小;
(2)木块受到铁箱的作用力大小和方向;
(3)水平拉力F的大小。
17. 如图所示,倾角为的足够长的传送带以速度顺时针匀速转动。一物块以的速度从传送带的底端滑上传送带。已知小物块与传送带间的动摩擦因数,传送带足够长,取,,,求:
(1)小物块向上滑行的最远距离;
(2)小物块在传送带上留下的痕迹长度。
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天津市南开中学滨海生态城学校2025-2026学年(上)
高三级部第一次月反馈物理试卷
第Ⅰ卷选择题(共48分)
注意事项:
1.每题选出答案后,用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
2.本卷共12小题,每小题4分,共48分。
一、单项选择题(本题共8小题,每题4分,共32分)
1. 如图所示,小车在水平推力作用下向前加速运动,下列说法正确的是( )
A. 小车所受重力与水平面受到的压力是一对平衡力
B. 小车在水平方向上受到的推力和阻力是一对平衡力
C. 撤去推力后,小车仍会前进一段距离是因为小车具有惯性
D. 撤去推力后,小车最终停下来说明运动需要力来维持
【答案】C
【解析】
【详解】A.小车所受重力方向竖直向下,小车对水平面的压力方向竖直向下,两个力的受力物体不同,所以这两个力不是一对平衡力,故A错误;
B.小车向前加速运动,则小车所受合力向前,即向前的推力大于阻力,所以小车在水平方向上受到的推力和阻力不是一对平衡力,故B错误;
C.惯性是物体本身的一种性质,运动的滑板车由于具有惯性会继续向前运动一段距离,故C正确;
D.撤去推力后,小车在阻力的作用下最终停下来,说明力是改变物体运动状态的原因,故D错误。
故选C。
2. 一辆汽车在平直公路上匀速行驶,遇到紧急情况,突然刹车,从开始刹车起运动过程中的位移(单位:m)与时间(单位:s)的关系式为(m),下列分析正确的是( )
A. 刹车过程中最后1s内的位移大小是5m
B. 刹车过程中在相邻1s内的位移差的绝对值为5m
C. 从刹车开始计时,8s内通过的位移大小为80m
D. 从刹车开始计时,前1s内和前2s内的位移大小之比为11:9
【答案】B
【解析】
【详解】由位移公式
对比题中
得初速度,加速度满足
解得
A.根据逆向思维可知,刹车过程中最后1s内的位移大小是m,故A错误;
B.刹车过程中在相邻1s内的位移差的绝对值为5m,故B正确;
C.刹车停止时间
总位移
则从刹车开始计时,8s内通过的位移大小为90m,故C错误;
D.将1s和2s代入题中表达式可知,前1s内和前2s内的位移大小分别为27.5m,50m,位移大小之比为11:20,故D错误;
故选B。
3. 我国自主研发的霍尔推进器在国际空间站中的应用,标志着我国在电推进技术领域已经跻身国际领先行列。已知“比冲量”指单位质量推进剂产生的冲量,也叫“比推力”,其单位可以用国际单位制中基本单位表示为( )
A. N·s·kg B. m/s C. N/s D. m/s²
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知比冲量
故选B。
4. 某斧头砍木块、刃部进入木块的截面如图所示,刃部左侧面与右侧面的夹角为,右侧面与木块水平表面垂直、斧头对木块的作用力竖直向下。当斧头刃部右侧面对木块的推力大小为时、下列说法正确的是( )
A. 斧头刃部左侧面对木块的推力大小为
B. 斧头刃部左侧面对木块的推力大小为
C. 斧头刃部对木块的作用力大小为
D. 斧头刃部对木块的作用力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示
AB.根据力的平衡可知,设斧头刃部左侧面对木块的推力大小为,则
解得
A错误,B正确;
CD.合力大小等于
CD错误。
故选B。
5. 为节能环保,电梯在没有人员时,其转动非常缓慢,当人员走上电梯时,通过红外感应电梯会加速运转,人员站在电梯上,随着电梯经历先加速后匀速的过程,则下列说法正确的是( )
A. 在匀速阶段,电梯对人的作用力为零
B. 在加速阶段,人处于超重状态
C. 整个过程人受到的摩擦力不变
D. 整个过程电梯对人的支持力不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.在匀速阶段,电梯对人的作用力与人的重力等大反向,故A错误;
B.在加速阶段,人的加速度具有竖直向上的分量,所以人处于超重状态,故B正确;
C.在加速阶段,人具有水平方向的分加速度,此时人受到的摩擦力不为0;在匀速阶段,根据平衡条件可知,人受到的摩擦力为0,故C错误;
D.在加速阶段,人处于超重状态,电梯对人的支持力大于重力;在匀速阶段,电梯对人的支持力等于重力,故D错误。
故选B。
6. 甲、乙两辆小车分别在平行的两条直轨道上沿同一方向运动,从它们并排时开始计时,二者的图像如图所示。两车可视为质点,下列说法正确的是( )
A. 甲车在4s末距初始计时点最远
B. 甲车在第5s末的加速度大小为
C. 相遇前两车的最大距离为10m
D. 甲、乙两辆小车在10s末相遇
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲车4s末的速度达到最大,方向未发生变化,4s末还在前进,故A错误;
B.根据图像的斜率可知,甲车在第5s末的加速度大小为,故B错误;
C.当甲乙两车速度相等时相距最远,经分析当时两者速度相等,根据图像与坐标轴围成的面积代表位移可知,此时两车相距的距离为,故C正确;
D.甲车从计时开始到停下运动的位移为
乙车运动32m需要的时间为
故8s末甲、乙两车相遇,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,A、B两小球连在轻质弹簧两端质量为m和2m,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,斜面是固定的,开始时A、B处于静止状态,若不计弹簧质量。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 弹簧的弹力大小为mg
B. B球受到细线的拉力为2mg
C. 当剪断细线瞬间,A球的加速度为0,B球的加速度为
D. 当剪断细线瞬间,A球的加速度为,B球的加速度为g
【答案】C
【解析】
【详解】AB.开始A、B都静止,对A、B整体有
对A有,故AB错误;
CD.剪断细线的瞬间,弹簧弹力不变,小球A的受力情况不变,所受合力为零,加速度为零;对小球B,由牛顿第二定律得
解得,故C正确,D错误。
故选C。
8. 如图甲所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过滑块压缩后锁定,时解除锁定同时释放滑块,其图像如图乙所示,其中bc段为直线,对应的运动时间为,直线Od是图线过O点的切线,已知滑块质量,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 滑块与地面间的动摩擦因数为0.4 B. 解除锁定后滑块运动,滑块速度达最大
C. 弹簧的劲度系数为 D. 滑块与弹簧分离后运动的距离为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图像中图线的斜率表示加速度,可知滑块脱离弹簧后的加速度大小为
由牛顿第二定律有
解得滑块与地面间的动摩擦因数为,故A错误;
B.加速度为0时,滑块速度最大,此时弹簧弹力大小等于摩擦力大小,则有
解得
所以滑块解除锁定后运动距离为时速度达到最大,故B正确;
C.根据图像中图线的斜率表示加速度,可知刚释放时滑块的加速度为
由牛顿第二定律有
联立解得,故C错误;
D.滑块与弹簧分离后做匀减速直线运动,运动的距离为,故D错误。
故选B。
二、多项选择题(本题共4小题,每题4分,共16分;选对但不全得2分,选错或不答0分。)
9. 甲、乙两质点在同一直线上运动的位移一时间图像如图所示,其中甲的图线是直线,乙的图是抛物线。甲、乙相遇时互不影响,下列说法正确的是( )
A. 甲的速度大小为 B. 乙始终朝一个方向运动
C. 甲、乙可能在内相遇 D. 在内甲、乙的速度不可能相同
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据图线的斜率表示速度,可知甲的速度大小为,故A正确;
B.由题图可知,乙在内沿正方向运动,在内沿负方向运动,故B错误;
C.图像的交点表示甲、乙相遇,所以甲、乙在内不可能相遇,故C错误;
D.根据图线的斜率表示速度,可知在内甲的速度一直为正方向,乙的速度一直为负方向,所以在内甲、乙的速度不可能相同,故D正确。
故选AD。
10. 轻绳与竖直方向的夹角为,另一轻绳绕过滑轮,一端连着一重物,某人拉着轻绳的另一端水平向右运动,将重物缓慢吊起,绕过滑轮的两段轻绳的夹角为。对重物被缓慢吊起的过程,下列说法正确的是( )
A. 连接重物的轻绳上的拉力变小
B. 夹角与夹角的比值不变
C. 连接滑轮的轻绳上的弹力不变
D. 人与地面之间的摩擦力逐渐增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由于物体缓慢吊起,因此拉物体的轻绳上的弹力始终等于物体的重力,A错误;
B.拉物体的轻绳两边拉力大小相等,合力在角平分线上,而合力大小等于固定滑轮的轻绳上的弹力,根据几何关系可知,夹角与夹角的比值保持不变,B正确;
C.拉物体的轻绳两边拉力保持不变,夹角逐渐增大,合力逐渐减小,因此连接滑轮的轻绳上的弹力逐渐减小,C错误;
D.以人为研究对象,绳子拉力T保持不变,地面的摩擦力
人向右运动过程中,逐渐增大,因此人与地面间的摩擦力逐渐增大,D正确。
故选BD。
11. 如图,静置于光滑水平面上的物体A通过跨过定滑轮的轻绳与物体B相连,用手托住B,轻绳刚好被拉直。A、B的质量分别为mA和mB,不计滑轮的质量和摩擦。现撤去手,静止释放B。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 释放后B的加速度等于g
B. 释放后A的加速度等于
C. 释放后轻绳拉力从零突变为
D. 若A、B两物体的总质量不变,则A、B两物体的质量相等时,释放后轻绳拉力最大
【答案】CD
【解析】
【详解】AB.由题意,释放后对AB整体,利用牛顿第二定律有
可得释放后A、B的加速度为,故AB错误;
CD.释放后,对A利用牛顿第二定律,绳的拉力为
若定值,由数学知识可知当时,轻绳拉力有最大值,故CD正确;
故选CD。
12. 如图,粗糙水平面上放着一足够长的木板A,质量M=2kg,A上面放着小物块B,质量m=4kg,A与B以及A与地面摩擦因数均为0.2,g=10m/s2,给A施加水平恒力F,下列说法中正确的是( )
A. 时,A的加速度为
B. 时,B的加速度为
C. ,A、B之间摩擦力大小为8N
D. 如果把F作用到B上,无论F有多大,木板A均不会运动
【答案】BD
【解析】
【详解】A.A与地面间的最大静摩擦力
A、B之间的最大静摩擦力
当A、B恰好发生相对滑动时,对B分析,根据牛顿第二定律,
解得
对A、B整体分析,
解得
即当时,A、B相对静止,一起运动,当时,A、B发生相对滑动,当时,,A、B相对静止,一起运动,对整体分析,根据牛顿第二定律
解得,故A错误;
B.当时,,A、B发生相对滑动,B的加速度由A对B的最大静摩擦力提供,根据牛顿第二定律
解得,故B正确;
C.当时,因为,A、B相对静止,一起运动,对整体分析,
解得
对B分析,根据牛顿第二定律,故C错误;
D.如果把F作用到B上,B对A的最大静摩擦力为8N,A与地面间的最大静摩擦力为12N,因为,所以无论F有多大,A受到的B对它的最大静摩擦力都小于A与地面间的最大静摩擦力,木板A均不会运动,故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷非选择题(共52分)
注意事项:
1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
2.本卷共5题,共52分。
13. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,装置如图甲所示,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。
(1)本实验主要采用的科学方法是 。
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
(2)关于本实验的操作过程,下列说法正确的是 ;
A. 为了方便测量,实验时两细绳OB、OC必须相互垂直
B. 橡皮条必须与两绳夹角的平分线在同一直线上
C. 为了减小误差,两根绳必须等长
D. 在同一组实验中,结点O的位置不能改变
(3)根据实验数据,该同学作出实验结果图如图乙所示,则______(选填“F”或“”)一定沿AO方向。
(4)图丙是某次实验记录的部分信息,其中合力F=6N,与合力F夹角为60°,F2与合力F夹角为30°,则的大小为______N。
【答案】(1)B (2)D
(3)
(4)3
【解析】
【小问1详解】
本实验两次拉橡皮条的效果相同,即合力与分力作用效果相同,所以本实验采用的科学方法是等效替代法。故B正确,ACD错误。
故选B。
【小问2详解】
A.为减小实验误差,用两个弹簧秤拉细绳套时,两根细绳套夹角大小合适,方便实验,并不是相互垂直,故A错误;
B.由于两弹簧测力计的示数不一定相同,橡皮条的反向延长线不一定是两条细绳夹角的角平分线,故B错误;
C.两根绳不必等长,起到方便测量力方向的作用,故C错误;
D.在同一组实验中,结点O的位置不能改变,以保证合力与分力作用效果相同,故D正确。
故选D。
【小问3详解】
F为平行四边形的对角线,是合力的理论值;是单独用一个弹簧测力计测出的合力的实验值,因此的方向一定沿AO的方向。
【小问4详解】
根据平行四边形定则,可知
14. 某小组采用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律,部分实验步骤如下:
(1)将两光电门安装在长直轨道上,选择宽度为的遮光片固定在小车上,调整轨道倾角,用跨过定滑轮的细线将小车与托盘及砝码相连。选用______cm(填“0.50”或“1.01”)的遮光片,可以较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度。
(2)将小车自轨道右端由静止释放,从数字毫秒计分别读取遮光片经过光电门1、光电门2时的速度、,以及从遮光片开始遮住光电门1到开始遮住光电门2的时间,计算小车的加速度______(结果保留2位有效数字)。
(3)将托盘及砝码的重力视为小车受到的合力,改变砝码质量,重复上述步骤,根据数据拟合出图像,如图乙所示。若要得到一条过原点的直线,实验中应______(填“增大”或“减小”)轨道的倾角。
【答案】(1)0.50
(2)0.41 (3)增大
【解析】
【小问1详解】
实验用遮光片通过光电门的平均速度代替中间位置的瞬时速度,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,遮光片宽度越小,两速度越接近,代替时的误差越小,故为较准确地测量遮光片运动到光电门时小车的瞬时速度,应选择宽度较小的d=0.50cm的遮光片;
【小问2详解】
根据加速度的定义式可得
【小问3详解】
根据图像可知当有一定大小的外力F时此时小车的加速度仍为零,可知平衡摩擦力不足,若要得到一条过原点的直线,需要平衡摩擦力,应增大轨道的倾角。
15. 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量,动力系统提供的恒定升力。试飞时,飞行器从地面由静止开始沿竖直方向加速上升,当飞到高度处时飞行器立即失去动力。设飞行器飞行时所受的阻力大小恒为,重力加速度。试求:
(1)飞行器加速上升的时间;
(2)飞行器落回地面时的速度大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
飞行器加速上升过程,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
根据运动学公式可得
解得飞行器加速上升的时间为
【小问2详解】
失去动力时,飞行器的速度大小为
之后飞行器继续上升的加速度大小为
根据
可得飞行器继续上升的高度为
飞行器下落过程的加速度大小为
根据
解得飞行器落回地面时的速度为
16. 如图所示,质量M=2kg的长方体形铁箱在水平拉力F作用下沿水平面向右做匀加速直线运动,质量的木块A贴在铁箱后壁上与铁箱保持相对静止,质量的小球B通过细绳与铁箱上侧连接,细绳与竖直方向的夹角α=60°。已知铁箱与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度。求:
(1)铁箱加速度的大小;
(2)木块受到铁箱的作用力大小和方向;
(3)水平拉力F的大小。
【答案】(1)
(2)20N,方向与竖直方向成60°斜向右上方
(3)
【解析】
【小问1详解】
对小球B,由牛顿第二定律
解得
故铁箱的加速度大小为
【小问2详解】
对木块A,由牛顿第二定律可得木块受到铁箱的支持力为
竖直方向可知木块受到铁箱的摩擦力为
由矢量运算可知,木块受到铁箱的作用力大小为
方向与竖直方向夹角为,满足
解得
【小问3详解】
对铁箱、小球及木块组成的系统,由牛顿第二定律得
解得
17. 如图所示,倾角为的足够长的传送带以速度顺时针匀速转动。一物块以的速度从传送带的底端滑上传送带。已知小物块与传送带间的动摩擦因数,传送带足够长,取,,,求:
(1)小物块向上滑行的最远距离;
(2)小物块在传送带上留下的痕迹长度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
物块与传送带共速前,物块受到滑动摩擦力方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律可得
解得
物块与传送带共速后,物块受到滑动摩擦力方向沿斜面向上,根据牛顿第二定律可得
解得
设上升的两个阶段运动时间分别为,则
解得
又有
解得
两段过程物块运动的位移分别为,
小物块向上滑行的最远距离为
【小问2详解】
上升的第一个阶段,物块与传送带的相对位移为
物块由最高点下滑到底端时根据
可得t3=2s
上升的第二个阶段与下降阶段,物块相对传送带一直向下运动,物块与传送带的相对位移为
两段痕迹有重合,所以痕迹长度为。
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