内容正文:
新泰中学高一上学期期末模拟考试
物理试题
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于运动的描述,下列说法正确的是( )
A. 研究太阳系中各行星的运动规律时,通常选择太阳作为参考系
B. 研究苍蝇扇动翅膀的动作时,可以将它视为质点
C. 物理考试从开始,这个14:00指的是时间间隔
D. 物体的加速度为负值时,物体一定做减速运动
【答案】A
【解析】
【详解】A.应选择使运动的描述更简单的物体作为参考系,选择太阳更容易描述行星的运动,故A正确;
B.质点是理想化模型,只有当物体的形状和大小对所要研究的问题可忽略不计时才能把物体看作质点,研究苍蝇扇动翅膀的动作时,不可以把它看成质点,故B错误;
C.物理考试从开始,这个14:00指的时刻,故C错误;
D.物体的加速度为负值时,若速度也为负,则物体做加速运动,故D错误;
故选A。
2. 关于相互作用,下列说法正确的是( )
A. 重力的方向总是垂直接触面向下
B. 同一个物体在赤道所受的重力比在两极所受的重力小
C. 木块放在桌面上受到向上的弹力,是由于木块发生微小形变而产生的
D. 因为磁铁不接触也存在相互作用,所以力可以离开物体而单独存在
【答案】B
【解析】
【详解】A.重力的方向总是竖直向下的,不一定垂直于接触面,A错误;
B.由于重力加速度g值在两极附近大于赤道附近,故同一个物体在赤道所受的重力比在两极所受的重力小,B正确;
C.木块放在桌面上受到向上的弹力,是由于桌面发生微小形变而产生的,C错误;
D.力是物体间的相互作用,故力不能脱离物体而单独存在,D错误。
故选B。
3. 如图所示,在奔跑吧!兄弟”节目中有一个闯关游戏,在直线通道中每隔有一个自动门,各自动门同步放行和关闭,放行和关闭的时间间隔分别为和。自动门刚放行时,一参赛者立即从自动门1处以的加速度由静止匀加速到,然后匀速前进,则最先挡住他的自动门是( )
A. 自动门2 B. 自动门3 C. 自动门4 D. 自动门5
【答案】C
【解析】
【详解】根据速度—时间公式有
解得加速的时间t1=1s
加速的位移m
到达自动门2的时间4.5s
可以通过自动门2,到达自动门3的时间为8.5s
可以通过自动门3,到达自动门4的时间s
正是关闭的时间,可知最先挡住他前进的是自动门4。
故选C。
4. 父子俩从同一竖直线上不同高度先后水平抛出一个小球,小球恰好击中前方地面上的同一点,父亲抛出小球的高度是儿子抛出小球高度的4倍。忽略空气阻力,关于父亲和儿子抛出的小球,下列说法正确的是
A. 运动时间之比为 B. 水平初速度之比为
C. 速度变化率之比为 D. 落地速度大小之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.圆环被抛出后做平抛运动,设小孩抛出圆环的高度为h,则大人抛出圆环的高度为4h,则有
,
解得
故A错误;
B.由题可知,两者的水平位移相同,根据
可得水平初速度之比为
故B错误;
C.根据加速度的定义式
可知速度的变化率之比为1:1,故C正确;
D.在竖直方向有
可知竖直方向的末速度之比为
根据落地速度为
可得落地速度大小之比无法比较,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,两段绳子OA和OB把电灯悬挂于两墙壁之间,更换水平绳OA使连接点A在墙上向上移动,保持O点的位置和OB绳的位置不变,则在A点向上移动的过程中( )
A. 绳OB的拉力不变 B. 绳OB的拉力先减小后增大
C. 绳OA的拉力先增大后减小 D. 绳OA的拉力先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】以O点位研究对象,处于平衡状态,根据受力平衡,有
由图可知,在A点向上移动的过程中,绳子OB上的拉力逐渐减小,OA上的拉力先减小后增大,故D正确。
故选D。
6. 如图所示,长度为的轻质细绳一端固定,另一端系一质量为的小球。现让小球在水平面内做匀速圆周运动,细绳与竖直方向的夹角为,重力加速度为,忽略空气阻力。在圆周运动过程中( )
A. 轻绳的拉力提供小球做圆周运动的向心力
B. 轻绳的拉力大小为
C. 一定的情况下,小球做圆周运动的转速与倾角无关
D. 小球距天花板的高度越大,周期就越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.轻绳的拉力与小球重力的合力提供向心力,A错误;
BC.小球在水平面内做匀速圆周运动,设绳子拉力大小为F,小球转速为n,根据牛顿第二定律有
解得
一定的情况下,小球做圆周运动的转速与倾角有关,BC错误;
D.小球在水平面内做匀速圆周运动,设小球距天花板的距离为h,周期为T,根据牛顿第二定律有
解得
小球距天花板的高度越大,周期就越大,D正确。
故选D。
7. 2022年9月30日12时44分,经过约1小时的天地协同,问天实验舱完成转位,空间站组合体由两舱“一”字构型转变为两舱“L”构型,等待梦天实验舱发射、交会对接后,还将转位形成空间站三舱“T”字构型组合体,如图所示。已知空间站离地面的高度为h,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,忽略地球自转。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A. 地球的质量为 B. 空间站的线速度大小为
C. 地球的平均密度为 D. 空间站的周期为
【答案】D
【解析】
【详解】AC.根据
可得
则地球的平均密度为
AC错误;
B.空间站绕地球运行,由万有引力提供向心力得
对地球表面的物体有
联立可得
B错误;
D.由牛顿第二定律有
得
故D正确。
故选D。
8. 如图所示,倾角、两端之间的距离为的传送带,以的恒定速率顺时针转动。时,将一质量为的煤块轻放在传送带端,同时给煤块施加一个沿斜面向上的恒定拉力,煤块与传送带共速时撤去外力,再运动一段时间,煤块恰好运动到端,煤块从端到端运动的时间为。已知煤块与传送带间的动摩擦因数为0.5;最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度,则下列判断正确的是( )
A. 拉力
B. 煤块与传送带共速时
C. 煤块在传送带上留下的痕迹长度
D. 传送带两端之间的距离
【答案】C
【解析】
【详解】AB.煤块向上加速和减速时,根据牛顿第二定律有,
根据速度—时间公式有
其中s
解得s,s,N
故AB错误;
C.共速前,煤块与传送带的相对位移为m
共速后,煤块与传送带的相对位移为m
煤块在传送带上留下的痕迹长度为
故C正确;
D.传送带两端之间的距离为
故D错误;
故选C。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。
9. 在消防演练中,消防员沿竖直杆向上做初速度为零、加速度的匀加速运动,同时消防车带着竖直杆以的速度水平匀速移动。经过后,消防员沿杆向上移动的高度为,消防车沿水平地面移动的距离为,如图所示。关于消防员的运动,下列说法正确的是( )
A. 相对地面做匀变速直线运动
B. 相对地面做匀变速曲线运动
C. 2s时间内消防员的位移大小为
D. 2s时消防员的速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.消防员初始时刻有水平分速度,加速度向上,二者不共线,则消防员相对地面做匀变速曲线运动,故A错误,B正确;
C.2s时间内消防员水平方向和竖直方向的位移为,
消防员的位移大小为,故C错误;
D.2s时消防员竖直速度大小为
则2s时消防员的速度大小为,故D正确。
故选BD。
10. 游泳运动员蛙泳时的动作可分为蹬腿加速Ⅰ和惯性前进Ⅱ两个过程,将这两个过程简化为水平方向的直线运动,图像如图所示。已知运动员的体重为50kg,取重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 0~0.2s运动员的位移为0.2m
B. 0.2~0.5s运动员的加速度大小为
C. 0~0.5s运动员的平均速度大小为1.95m/s
D. 蹬腿加速过程中,水对运动员的作用力大小为575N
【答案】BC
【解析】
【详解】A.图像与坐标轴围成的面积代表位移,运动员的位移为,故A错误;
B.运动员的加速度大小为,故B正确;
C.运动员的位移为
所以平均速度为,故C正确;
D.加速过程中,加速度为,
由二力合成有
解得蹬腿加速过程中,水对运动员的作用力大小为
故D错误。
故选BC。
11. 如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球,该同学某次使球拍与水平方向夹角在B点击球,球以速度垂直球拍离开B点,恰好与墙壁垂直在A点碰撞,忽略空气阻力。已知,。以下说法正确的是( )
A. 球在A点与墙壁垂直碰撞时的速度大小
B. 球在A点与墙壁垂直碰撞时的速度大小
C. 球从B到A的运动时间是
D. 球从B到A的运动时间是
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.小球由B点到A点所做的抛体运动可以反向看成小球由A点到B点做平抛运动,对小球在B点的速度进行分解,可得
故A正确B错误;
CD.由几何关系知,球速度竖直分速度为
球从B到A的运动时间
解得
故C正确D错误。
故选AC。
12. 如图所示,一质量,倾角为的斜面体放在光滑水平地面上,斜面体上有一质量为的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力作用在斜面体上,系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度为,下列判断正确的是( )
A. 系统加速度
B.
C. 斜面体对楔形物体的作用力
D. 增大力,楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动
【答案】BD
【解析】
【详解】ABC.设斜面体对楔形物体的作用力为
对楔形物体和斜面体整体运用牛顿第二定律得
隔离m水平方向运用牛顿第二定律得
对m竖直方向受力平衡得
三式联立得,,
故B正确,AC错误;
D.由易知,F增大,a增大
由易知,必然增大,则得
楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动,故D正确;
故选BD。
三、实验题:本题共2个小题,每空2分,共14分
13. 探究小球做平抛运动的特点”的实验装置如图所示:
(1)下列做法正确的是__________
A. 斜槽轨道末端保持水平
B. 用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹
C. 不需要每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)某同学用频闪照相机拍摄小球做平抛运动的照片如图所示,照片中小方格的边长,小球在平抛运动中的位置如图中的所示,则频闪照相机每隔__________s曝光一次,小球的水平速度___________(取重力加速度)。
【答案】(1)A (2) ①. 0.05 ②. 1
【解析】
【小问1详解】
A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平,以保证小球能做平抛运动,故A正确;
B.为描出小球的运动轨迹,描绘的点要用平滑曲线连接,故B错误;
C.为保证小球到达斜槽底端时速度相同,则每次释放小球的初始位置必须相同,故C错误;
故选A。
【小问2详解】
[1][2] 根据
可得s
小球被抛出时的水平速度为
14. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,某同学设计了如图甲所示的实验装置。其中小车的质量为(含其前端的定滑轮),砂和砂桶的质量为,拉力传感器可测出轻绳的拉力大小,带滑轮的长木板放在水平桌面上。
(1)下列实验操作中正确的是________。
A. 为减小误差,一定要保证远小于
B. 不需要用天平测出砂和砂桶的总质量
C. 将带滑轮的长木板右端适当垫高,平衡摩擦力
D. 调整力传感器和定滑轮的高度,使连接它们的轻绳与长木板平行
(2)在实验中通过正确的操作得到一条纸带如图乙所示,从点开始每隔4个点取1个计数点,依次记为,相邻计数点间的距离已在图中标出。已知打点计时器所用交流电的频率为,则小车的加速度__________,打点计时器打下计数点时,小车的瞬时速度___________。(结果均保留两位有效数字)
(3)改变砂和砂桶的质量,得到多组实验数据,以力传感器的示数为横坐标轴,小车的加速度大小为纵坐标轴,画出的图像是一条直线,如图丙所示。若图线的斜率为,可得小车质量的表达式为____________。
【答案】(1)BCD (2) ①. ②.
(3)
【解析】
【小问1详解】
AB.因为有拉力传感器测量拉力,则不需要用天平测出砂和砂桶的总质量,也不需要保证m远小于M,A错误,B正确;
C.实验时要将带滑轮的长木板右端适当垫高,以平衡摩擦力,C正确;
D.调整力传感器和定滑轮的高度,使连接它们的轻绳与长木板平行,D正确。
故选BCD。
【小问2详解】
[1]由题可知,相邻计数点的时间间隔
根据逐差法可得小车的加速度
[2]根据匀变速直线运动,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得
【小问3详解】
根据牛顿第二定律可知
解得
故图像中,其斜率
解得
四、计算题:本题共4个小题,共46分。
15. 一辆值勤的警车停在公路边,当交警发现从他旁边以的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定立即前去追赶,经过后警车发动起来,并以的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度不能超过。当警车达到最大速度时,货车开始以的加速度做匀减速运动。求:
(1)在追赶过程中,两车间的最大距离;
(2)当警车达到最大速度时,两车间的距离;
(3)警车发动后经多长时间才能追上货车。
【答案】(1)120 m
(2)110 m (3)
【解析】
【小问1详解】
警车在追赶货车的过程中,当两车速度相等时,它们间的距离最大,设警车发动后经过t1时间两车的速度相等
货车运动的位移大小
警车运动的位移大小
在追赶过程中,两车间的最大距离
【小问2详解】
当警车达到最大速度时,警车的运动时间为
货车运动的位移大小
警车运动的位移大小
所以当警车达到最大速度时,两车间的距离
【小问3详解】
设警车达到最大速度后经过时间货车减为0,则
货车减速运动的位移大小
货车减速运动的时间内,警车的位移大小
则
说明货车速度减为0时,警车没追上货车。警车再运动追上货车的时间
警车从发动后追上货车的时间
16. 如图所示,物体放置在光滑水平面上,相互接触但不黏合,物体的质量,物体的质量。从时刻开始,推力和拉力分别作用于物体、上,随时间的变化规律为。求:
(1)时刻,物体之间的弹力大小;
(2)物体何时分离及分离时的速度大小。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
由题可知,时,,
对AB整体分析,根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
设A、B间的弹力大小为,对B受力分析可得
解得
【小问2详解】
A、B分离前,以共同的加速度运动,则有
刚分离时,A、B间的弹力为零,对B受力分析则有
联立可得
解得,
故分离时的速度大小为
17. 如图甲所示,长为L=3m的传送带以速度v0=6m/s顺时针匀速转动,其左端A点与一个四分之一光滑圆轨道连接,轨道半径R=0.8m;右端B与一个倾角为30°的斜面连接,B点到地面的高度为H=1.8m。小滑块从光滑圆轨道高h处静止释放,到达A点时的速率v与下落高度h的关系如图乙所示。已知小滑块质量为m=2kg,与传送带之间的动摩擦因数为,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)若滑块从h=0.5m处静止释放,则物块到达A点时对轨道的压力;
(2)若物块从B点水平飞出后恰好到达斜面底端C点,则滑块从B点飞出的速度多大?
【答案】(1)45N,方向竖直向下
(2)
【解析】
【小问1详解】
由图,可知h=0.5m时,物块到达A点的速度为
设在A点,滑块受到支持力为F,则有
代入数据解得
由牛顿第三定律,滑块对轨道的压力大小为45N,方向竖直向下。
【小问2详解】
设滑块从B点飞出的速度为,运动时间为,由平抛规律可得,
联立解得
18. 如图所示,水平地面上静止放置一质量的木板,初始时两个可视为质点的滑块均以的速率冲上木板的两端,开始相向运动。已知滑块质量分别为,滑块与木板间的动摩擦因数为0.2,滑块与木板间的动摩擦因数为0.4,木板与地面间的动摩擦因数为0.05,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,运动过程中滑块未发生碰撞,取重力加速度。求:
(1)初始时木板的加速度大小;
(2)滑块与木板相对静止时木板的速度大小;
(3)为避免滑块相碰,木板的最小长度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对木板C受力分析,根据牛顿第二定律可得
整理可得
代入数据解得
【小问2详解】
对A受力分析,根据牛顿第二定律可得,A滑动时的加速度大小为
解得
同理,B向左减速运动的加速度大小为
解得
设B向左减速到速度为零的时间为,则有
此时木板C的速度
设再经过时间B向右加速至与C速度相等,则有,
解得
此时木板C的速度为
【小问3详解】
根据上述分析可知,B向左减速至速度为零时的位移
木板向右移动的位移
则有
B向右加速至与C速度相等时的位移
木板向右移动的位移
则有
B相对于木板向左移动的距离
B向右与木板速度相等时A的速度为
A的位移
A相对于木板向右移动的距离
ABC三者速度相等,以共同的加速度一起做匀减速运动,此过程不再有相对位移,因此为避免滑块相碰,木板的最小长度
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新泰中学高一上学期期末模拟考试
物理试题
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于运动的描述,下列说法正确的是( )
A. 研究太阳系中各行星的运动规律时,通常选择太阳作为参考系
B. 研究苍蝇扇动翅膀的动作时,可以将它视为质点
C. 物理考试从开始,这个14:00指的是时间间隔
D. 物体的加速度为负值时,物体一定做减速运动
2. 关于相互作用,下列说法正确的是( )
A. 重力的方向总是垂直接触面向下
B. 同一个物体在赤道所受的重力比在两极所受的重力小
C. 木块放在桌面上受到向上的弹力,是由于木块发生微小形变而产生的
D. 因为磁铁不接触也存在相互作用,所以力可以离开物体而单独存在
3. 如图所示,在奔跑吧!兄弟”节目中有一个闯关游戏,在直线通道中每隔有一个自动门,各自动门同步放行和关闭,放行和关闭的时间间隔分别为和。自动门刚放行时,一参赛者立即从自动门1处以的加速度由静止匀加速到,然后匀速前进,则最先挡住他的自动门是( )
A. 自动门2 B. 自动门3 C. 自动门4 D. 自动门5
4. 父子俩从同一竖直线上不同高度先后水平抛出一个小球,小球恰好击中前方地面上的同一点,父亲抛出小球的高度是儿子抛出小球高度的4倍。忽略空气阻力,关于父亲和儿子抛出的小球,下列说法正确的是
A. 运动时间之比为 B. 水平初速度之比为
C. 速度变化率之比为 D. 落地速度大小之比为
5. 如图所示,两段绳子OA和OB把电灯悬挂于两墙壁之间,更换水平绳OA使连接点A在墙上向上移动,保持O点的位置和OB绳的位置不变,则在A点向上移动的过程中( )
A. 绳OB的拉力不变 B. 绳OB的拉力先减小后增大
C. 绳OA的拉力先增大后减小 D. 绳OA的拉力先减小后增大
6. 如图所示,长度为的轻质细绳一端固定,另一端系一质量为的小球。现让小球在水平面内做匀速圆周运动,细绳与竖直方向的夹角为,重力加速度为,忽略空气阻力。在圆周运动过程中( )
A. 轻绳的拉力提供小球做圆周运动的向心力
B. 轻绳的拉力大小为
C. 一定的情况下,小球做圆周运动的转速与倾角无关
D. 小球距天花板的高度越大,周期就越大
7. 2022年9月30日12时44分,经过约1小时的天地协同,问天实验舱完成转位,空间站组合体由两舱“一”字构型转变为两舱“L”构型,等待梦天实验舱发射、交会对接后,还将转位形成空间站三舱“T”字构型组合体,如图所示。已知空间站离地面的高度为h,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,忽略地球自转。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A. 地球的质量为 B. 空间站的线速度大小为
C. 地球的平均密度为 D. 空间站的周期为
8. 如图所示,倾角、两端之间的距离为的传送带,以的恒定速率顺时针转动。时,将一质量为的煤块轻放在传送带端,同时给煤块施加一个沿斜面向上的恒定拉力,煤块与传送带共速时撤去外力,再运动一段时间,煤块恰好运动到端,煤块从端到端运动的时间为。已知煤块与传送带间的动摩擦因数为0.5;最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度,则下列判断正确的是( )
A. 拉力
B. 煤块与传送带共速时
C. 煤块在传送带上留下的痕迹长度
D. 传送带两端之间的距离
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。
9. 在消防演练中,消防员沿竖直杆向上做初速度为零、加速度的匀加速运动,同时消防车带着竖直杆以的速度水平匀速移动。经过后,消防员沿杆向上移动的高度为,消防车沿水平地面移动的距离为,如图所示。关于消防员的运动,下列说法正确的是( )
A. 相对地面做匀变速直线运动
B. 相对地面做匀变速曲线运动
C. 2s时间内消防员的位移大小为
D. 2s时消防员的速度大小为
10. 游泳运动员蛙泳时的动作可分为蹬腿加速Ⅰ和惯性前进Ⅱ两个过程,将这两个过程简化为水平方向的直线运动,图像如图所示。已知运动员的体重为50kg,取重力加速度,下列说法正确的是( )
A. 0~0.2s运动员的位移为0.2m
B. 0.2~0.5s运动员的加速度大小为
C. 0~0.5s运动员的平均速度大小为1.95m/s
D. 蹬腿加速过程中,水对运动员的作用力大小为575N
11. 如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球,该同学某次使球拍与水平方向夹角在B点击球,球以速度垂直球拍离开B点,恰好与墙壁垂直在A点碰撞,忽略空气阻力。已知,。以下说法正确的是( )
A. 球在A点与墙壁垂直碰撞时的速度大小
B. 球在A点与墙壁垂直碰撞时的速度大小
C. 球从B到A的运动时间是
D. 球从B到A的运动时间是
12. 如图所示,一质量,倾角为的斜面体放在光滑水平地面上,斜面体上有一质量为的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力作用在斜面体上,系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度为,下列判断正确的是( )
A. 系统加速度
B.
C. 斜面体对楔形物体的作用力
D. 增大力,楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动
三、实验题:本题共2个小题,每空2分,共14分
13. 探究小球做平抛运动的特点”的实验装置如图所示:
(1)下列做法正确的是__________
A. 斜槽轨道末端保持水平
B. 用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹
C. 不需要每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)某同学用频闪照相机拍摄小球做平抛运动的照片如图所示,照片中小方格的边长,小球在平抛运动中的位置如图中的所示,则频闪照相机每隔__________s曝光一次,小球的水平速度___________(取重力加速度)。
14. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,某同学设计了如图甲所示的实验装置。其中小车的质量为(含其前端的定滑轮),砂和砂桶的质量为,拉力传感器可测出轻绳的拉力大小,带滑轮的长木板放在水平桌面上。
(1)下列实验操作中正确的是________。
A. 为减小误差,一定要保证远小于
B. 不需要用天平测出砂和砂桶的总质量
C. 将带滑轮的长木板右端适当垫高,平衡摩擦力
D. 调整力传感器和定滑轮的高度,使连接它们的轻绳与长木板平行
(2)在实验中通过正确的操作得到一条纸带如图乙所示,从点开始每隔4个点取1个计数点,依次记为,相邻计数点间的距离已在图中标出。已知打点计时器所用交流电的频率为,则小车的加速度__________,打点计时器打下计数点时,小车的瞬时速度___________。(结果均保留两位有效数字)
(3)改变砂和砂桶的质量,得到多组实验数据,以力传感器的示数为横坐标轴,小车的加速度大小为纵坐标轴,画出的图像是一条直线,如图丙所示。若图线的斜率为,可得小车质量的表达式为____________。
四、计算题:本题共4个小题,共46分。
15. 一辆值勤的警车停在公路边,当交警发现从他旁边以的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定立即前去追赶,经过后警车发动起来,并以的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度不能超过。当警车达到最大速度时,货车开始以的加速度做匀减速运动。求:
(1)在追赶过程中,两车间的最大距离;
(2)当警车达到最大速度时,两车间的距离;
(3)警车发动后经多长时间才能追上货车。
16. 如图所示,物体放置在光滑水平面上,相互接触但不黏合,物体的质量,物体的质量。从时刻开始,推力和拉力分别作用于物体、上,随时间的变化规律为。求:
(1)时刻,物体之间的弹力大小;
(2)物体何时分离及分离时的速度大小。
17. 如图甲所示,长为L=3m的传送带以速度v0=6m/s顺时针匀速转动,其左端A点与一个四分之一光滑圆轨道连接,轨道半径R=0.8m;右端B与一个倾角为30°的斜面连接,B点到地面的高度为H=1.8m。小滑块从光滑圆轨道高h处静止释放,到达A点时的速率v与下落高度h的关系如图乙所示。已知小滑块质量为m=2kg,与传送带之间的动摩擦因数为,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)若滑块从h=0.5m处静止释放,则物块到达A点时对轨道的压力;
(2)若物块从B点水平飞出后恰好到达斜面底端C点,则滑块从B点飞出的速度多大?
18. 如图所示,水平地面上静止放置一质量的木板,初始时两个可视为质点的滑块均以的速率冲上木板的两端,开始相向运动。已知滑块质量分别为,滑块与木板间的动摩擦因数为0.2,滑块与木板间的动摩擦因数为0.4,木板与地面间的动摩擦因数为0.05,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,运动过程中滑块未发生碰撞,取重力加速度。求:
(1)初始时木板的加速度大小;
(2)滑块与木板相对静止时木板的速度大小;
(3)为避免滑块相碰,木板的最小长度。
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