精品解析:吉林省长春吉大附中实验学校2025-2026学年高一上学期期末考试物理试卷
2026-01-24
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2份
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25页
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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-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 吉林省 |
| 地区(市) | 长春市 |
| 地区(区县) | 朝阳区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.05 MB |
| 发布时间 | 2026-01-24 |
| 更新时间 | 2026-01-24 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56120534.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
“鲲鹏振翼九霄近,星斗焕章万里明”
2025-2026学年上学期高一年级
期末考试物理学科试卷
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,考试结束后,将答题卡交回。
注意事项:
1、答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2、选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3、请按照题号顺序在各题目的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4、作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5、保持卡面清洁,不得折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:本题共10小题,共46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,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 2025年9月3日上午,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京天安门广场隆重举行,26架直升机组成巨大的“80”字样;3架直升机分别悬挂“正义必胜”“和平必胜”“人民必胜”条幅从空中飞过,非常的壮观,下列对直升机的描述中正确的是( )
A. 以地面为参考系,直升机是静止的
B. 驾驶员以自身为参考系,观察到周围的直升机都是运动的
C. 研究直升机在空中的位置变化时可以把直升机当做质点
D. 研究直升机的螺旋桨转动情况时可以把直升机当做质点
2. 小船横渡一条河,船头方向始终与河岸垂直,若小船相对静水的速度大小不变,运动轨迹如图所示,则河水的流速( )
A. 由A到B水速逐渐减小 B. 由A到B水速逐渐增大
C. 由A到B水速先增大后减小 D. 由A到B水速先减小后增大
3. 如图所示,小车在水平方向做直线运动,小球A用细线悬挂车顶上,车内放一箱苹果,苹果箱和箱内苹果相对于车厢始终静止,若观察到细线偏离竖直方向的夹角保持不变,则下列说法中正确的是( )
A. 小车的加速度一定为
B. 小车向左做匀加速直线运动
C. 小球受到的合力大小与小球质量无关
D. 车厢对苹果箱的摩擦力水平向右
4. 如图所示,一小球放置在木板与竖直墙面之间;设墙面对球的支持力大小为,球对木板的压力大小为;以木板与墙的连接处为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中( )
A. 始终减小,始终增大
B. 始终减小,始终减小
C. 先增大后减小,始终减小
D. 先增大后减小,先减小后增大
5. 图为用频闪周期为的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理,下列说法正确的是( )
A. 苹果下落的加速度大小为
B. 羽毛下落到点的速度大小为
C. 一定满足关系
D. 一段时间后苹果会在羽毛下方
6. 如图所示,箱子A用轻绳悬挂在天花板上,小球B用轻绳悬挂在箱子顶部,小球C通过轻弹簧与小球B相连,系统静止,已知箱子A和小球B、C质量均为m,重力加速度为g,当剪断悬挂箱子的轻绳瞬间,箱子A和小球B、C的加速度分别为( )
A. g,2g,0 B. 2g,g,0 C. g,g,0 D. 1.5g,1.5g,0
7. 如图所示,甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶,两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备,这两个蓝牙设备在5m以内时能够实现通信。t=0时刻,甲、乙两车刚好位于图示位置,此时甲车的速度为4m/s,乙车的速度为1m/s,O1、O2的距离为3m。从该时刻起甲车以1m/s2的加速度做匀减速运动直至停下,乙车保持原有速度做匀速直线运动。忽略信号传递时间,从t=0时刻起,甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为( )
A. 2s B. 10s C. 16s D. 20s
8. 关于平抛运动的速度和位移规律,下列说法正确的是( )
A. 任意相等时间内,速度的变化量大小相等、方向竖直向下
B. 任意相等时间内,水平方向的位移相等
C. 平抛运动物体在某时刻的速度方向一定与从开始到该时刻的位移方向垂直
D. 平抛运动的水平分速度随时间逐渐增大,竖直分速度保持不变
9. 如图无人机进行定点投放性能测试,在空中绕点做平行于地面、的匀速圆周运动。点在地面上的正上方,其高度差,无人机及物品总质量。若物品相对无人机无初速度释放,不计空气对物品运动的影响,物品可视为质点且落地后即静止,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 无人机处于平衡状态
B. 无人机向心加速度大小为
C. 无人机投放物品前受到空气的作用力大小为
D. 物品落地点距的距离为
10. 如图甲所示,倾角为37°的传送带以恒定速率v1沿顺时针方向转动。一煤块以初速度v0从传送带底端冲上传送带并沿传送带向上运动,到达传送带顶端时速度恰好为零,其v—t图像如图乙所示,取sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,重力加速度g = 10m/s2,则( )
A. 煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25
B. 传送带底端到顶端长度为24m
C. 0 ~ t0时间内,煤块在传送带上留下的痕迹长度为8m
D. 传送带运动的速率越大,煤块到达传送带顶端时的速度就会越大
二、非选择题,本题共5小题,共54分。其中第13题~15题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 小明同学用如图甲所示的实验装置来探究一定质量的小车的加速度与力的关系,一质量为的光滑滑轮用一轻质细杆固定在小车上,小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________。
A. 砂和砂桶的总质量必须远小于小车的质量
B. 将长木板左端垫高
C. 小车左侧的细线应与长木板平行
(2)该同学在实验中得到的一条纸带如图乙所示,相邻两计数点间有四个点未画出,打点计时器所接交流电的频率为50Hz,打B点时,小车的速度大小为________m/s,小车的加速度大小为________。(结果均保留三位有效数字)
(3)以小车的加速度a为纵坐标,力传感器的示数F为横坐标,根据实验数据,画出的图线如图丙所示,其中的、为已知量,则小车的质量为________。(用、和表示)
12. 某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律,实验装置放置在水平桌面上,底板上的标尺可以测得水平位移x。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有______。
A. 安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 应选择质量较大,体积较小的小球
D. 每次小球应从同一高度由静止释放
(2)若某次实验时,小球抛出点距底板的高度为h,水平位移为x,重力加速度为g,则小球的平抛初速度为______(用h、x、g表示)。
(3)如图乙所示,用一张印有小方格的纸记录轨迹,当地重力加速度g取,小方格的边长。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度=______m/s,小球抛出点的坐标为______。
13. 如图所示,倾角的粗糙斜面固定在水平面上,质量的木块受到一沿斜面向上、大小的外力作用静止在斜面上。已知斜面与物体间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。
(1)求木块所受摩擦力;
(2)若撤去外力,求木块所受摩擦力。
14. 如图所示,在光滑水平面上有坐标系,质量为的质点开始时静止在平面上的原点处,某一时刻起受到沿轴正方向的恒力的作用,的大小为,若力作用一段时间后撤去,在撤去力的同时对质点施加一个沿轴正方向的恒力,作用后质点恰好通过该平面上的点,点的坐标为,。
(1)为使质点按题设条件通过点,的大小?
(2)力作用时间为多长?
15. 如图所示,物体放在足够长木板上,木板静止于水平面上,已知的质量和的质量均为, A、B之间的动摩擦因数,与水平面之间的动摩擦因数,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度取。若从开始,木板受的水平恒力作用,时改为,方向不变,时撤去。求:
(1)木板受的水平恒力作用时, A、B的加速度各为多少?
(2)从开始,经过多长时间和达到共同速度?
(3)请以纵坐标表示受到的摩擦力,横坐标表示运动时间(从开始,到A、B都静止),取运动方向为正方向,在图中画出的关系图线(以图线评分,不必写出分析和计算过程)
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“鲲鹏振翼九霄近,星斗焕章万里明”
2025-2026学年上学期高一年级
期末考试物理学科试卷
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,考试结束后,将答题卡交回。
注意事项:
1、答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2、选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3、请按照题号顺序在各题目的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4、作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5、保持卡面清洁,不得折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、选择题:本题共10小题,共46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,每小题4分,第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,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. 2025年9月3日上午,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会在北京天安门广场隆重举行,26架直升机组成巨大的“80”字样;3架直升机分别悬挂“正义必胜”“和平必胜”“人民必胜”条幅从空中飞过,非常的壮观,下列对直升机的描述中正确的是( )
A. 以地面为参考系,直升机是静止的
B. 驾驶员以自身为参考系,观察到周围的直升机都是运动的
C. 研究直升机在空中的位置变化时可以把直升机当做质点
D. 研究直升机的螺旋桨转动情况时可以把直升机当做质点
【答案】C
【解析】
【详解】AB.以地面为参考系,直升机是运动的,以驾驶员为参考系,直升机是静止的,AB错误;
C.研究直升机的位置变化时,飞机的大小形状可忽略不计,可以把飞机作为质点,C正确;
D.研究直升机的螺旋桨转动情况时,飞机的大小形状不可忽略不计,不可以把飞机作为质点,D错误。
故选C。
2. 小船横渡一条河,船头方向始终与河岸垂直,若小船相对静水的速度大小不变,运动轨迹如图所示,则河水的流速( )
A. 由A到B水速逐渐减小 B. 由A到B水速逐渐增大
C. 由A到B水速先增大后减小 D. 由A到B水速先减小后增大
【答案】A
【解析】
详解】
由题图可知,合速度的方向与船的速度方向的夹角越来越小,如图所示
又因为不变,故一直减小。
故选A。
3. 如图所示,小车在水平方向做直线运动,小球A用细线悬挂车顶上,车内放一箱苹果,苹果箱和箱内的苹果相对于车厢始终静止,若观察到细线偏离竖直方向的夹角保持不变,则下列说法中正确的是( )
A. 小车的加速度一定为
B. 小车向左做匀加速直线运动
C. 小球受到合力大小与小球质量无关
D. 车厢对苹果箱的摩擦力水平向右
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于小车在水平方向运动,则车内每个物体的运动状态均与小车的运动状态相同,对小球受力分析如图所示
则有
加速度
可知球A所受合外力不为零,且合力与加速度方向水平向左,故A正确;
B.球A加速度向左,则可知小车的加速度也向左,因此小车可能向右做匀减速运动或向左做匀加速直线运动,故B错误;
C.根据可知小球受到的合力大小与小球质量有关,故C错误;
D.苹果箱在竖直方向受重力与车厢对其的支持力而平衡,而水平方向随车一起运动,则可知其水平方向的合外力水平向左,而水平方向只可能受到摩擦力的作用,因此水平方向所受摩擦力即为合外力,即车厢对苹果箱的摩擦力水平向左,故D错误。
故选A。
4. 如图所示,一小球放置在木板与竖直墙面之间;设墙面对球的支持力大小为,球对木板的压力大小为;以木板与墙的连接处为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中( )
A. 始终减小,始终增大
B. 始终减小,始终减小
C. 先增大后减小,始终减小
D. 先增大后减小,先减小后增大
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意,设开始时木板与墙的夹角为,对小球受力分析,如图所示
由平衡条件可得,
解得,
将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置,逐渐增大,可知、增大,则有始终减小,始终减小,由牛顿第三定律可知,球对木板的压力大小为也始终减小。
故选B。
5. 图为用频闪周期为的相机拍摄的一张真空中羽毛与苹果自由下落的局部频闪照片。关于提供的信息及相关数据处理,下列说法正确的是( )
A. 苹果下落的加速度大小为
B. 羽毛下落到点的速度大小为
C. 一定满足关系
D. 一段时间后苹果会在羽毛下方
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意,由逐差法
有
解得,故A错误;
B.根据题意,匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,可得羽毛下落到点的速度大小为,故B正确;
C.羽毛与苹果在真空中做自由落体运动,点并不一定是下落点,故点速度不一定等于零,则羽毛与苹果的位移不一定满足关系,故C错误;
D.真空中苹果和羽毛只受重力,同时释放,做自由落体运动的下落快慢相同,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,箱子A用轻绳悬挂在天花板上,小球B用轻绳悬挂在箱子顶部,小球C通过轻弹簧与小球B相连,系统静止,已知箱子A和小球B、C质量均为m,重力加速度为g,当剪断悬挂箱子的轻绳瞬间,箱子A和小球B、C的加速度分别为( )
A. g,2g,0 B. 2g,g,0 C. g,g,0 D. 1.5g,1.5g,0
【答案】D
【解析】
【详解】初始时,系统处于静止,以C为对象,根据平衡条件可得弹簧弹力为
剪断悬挂箱子的轻绳瞬间,弹簧弹力保持不变,C的受力保持不变,则C的加速度为0;以A、B为整体,根据牛顿第二定律可得
故选D。
7. 如图所示,甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶,两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备,这两个蓝牙设备在5m以内时能够实现通信。t=0时刻,甲、乙两车刚好位于图示位置,此时甲车的速度为4m/s,乙车的速度为1m/s,O1、O2的距离为3m。从该时刻起甲车以1m/s2的加速度做匀减速运动直至停下,乙车保持原有速度做匀速直线运动。忽略信号传递时间,从t=0时刻起,甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为( )
A. 2s B. 10s C. 16s D. 20s
【答案】B
【解析】
【详解】根据几何知识可知,当甲车在乙车前方且为5m时,根据勾股定理可知
根据运动学公式有
,
解得
,
因为甲车做匀减速运动而乙车做匀速运动,所以两车之间的距离先增大后减小,当
此时有
当
此时有
当
此时甲车的速度为
根据几何关系可知,从4s开始到乙车行驶至甲车前方4m的过程中满足
这段过程经历的时间为
所以甲、乙两车能利用蓝牙通信的时间为
故选B。
8. 关于平抛运动的速度和位移规律,下列说法正确的是( )
A. 任意相等时间内,速度的变化量大小相等、方向竖直向下
B. 任意相等时间内,水平方向的位移相等
C. 平抛运动的物体在某时刻的速度方向一定与从开始到该时刻的位移方向垂直
D. 平抛运动的水平分速度随时间逐渐增大,竖直分速度保持不变
【答案】AB
【解析】
【详解】A.平抛运动的加速度为重力加速度g,方向竖直向下。速度变化量,在相等时间内的大小相等且方向竖直向下,故A正确;
B.平抛运动在水平方向是匀速直线运动,所以任意相等时间内水平方向的位移相等,故B正确;
C.根据平抛运动规律可知,位移方向与水平方向夹角正切值
速度方向与水平方向的夹角正切值
则有
可知,两方向不垂直,故C错误;
D.平抛运动水平方向做匀速直线运动,则水平分速度保持不变,竖直方向做自由落体运动,则竖直分速度,随时间增大,故D错误。
故选AB。
9. 如图无人机进行定点投放性能测试,在空中绕点做平行于地面、的匀速圆周运动。点在地面上的正上方,其高度差,无人机及物品总质量。若物品相对无人机无初速度释放,不计空气对物品运动的影响,物品可视为质点且落地后即静止,重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 无人机处于平衡状态
B. 无人机的向心加速度大小为
C. 无人机投放物品前受到空气的作用力大小为
D. 物品落地点距的距离为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.无人机做匀速圆周运动,所受合力不为零,不是平衡状态,故A错误;
B.根据题意,由公式可得,无人机的向心加速度大小为,故B正确;
C.无人机所受重力和空气作用力的合力提供向心力,则有
由三角形法则可得,无人机投放物品前受到空气的作用力大小为,故C正确;
D.物品离开无人机后做平抛运动,竖直方向上有
解得
物品沿切线方向的位移
则物品落地点距的距离为,故D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示,倾角为37°的传送带以恒定速率v1沿顺时针方向转动。一煤块以初速度v0从传送带底端冲上传送带并沿传送带向上运动,到达传送带顶端时速度恰好为零,其v—t图像如图乙所示,取sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,重力加速度g = 10m/s2,则( )
A. 煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25
B. 传送带底端到顶端的长度为24m
C. 0 ~ t0时间内,煤块在传送带上留下的痕迹长度为8m
D. 传送带运动的速率越大,煤块到达传送带顶端时的速度就会越大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.在0 ~ 1s时间内物块的速度大于传送带速度,传送带对物块的摩擦力沿传送带向下,方向与运动方向相反,根据牛顿第二定律得mgsin37°+μmgcos37° = ma1
根据v—t图像的斜率绝对值等于加速度大小,可得
可得煤块与传送带间的动摩擦因数为μ = 0.25,故A正确;
B.在1 ~ 2s时间内传送带的速度大于物块的速度,传送带对物块的摩擦力沿传送带向上,方向与运动方向相同,同理可得mgsin37°-μmgcos37° = ma2
解得a2 = 4m/s2
根据
解得t2 = 2s
即t0 = 3s传送带底端到顶端的长度为,故B错误;
C.煤块加速阶段在传送带上的划痕
减速阶段的划痕
两段划痕部分覆盖,则0 ~ t0时间内,煤块在传送带上留下的痕迹长度为8m,故C正确;
D.如果传送带转动的速率增加到足够大之后,使煤块在传送带上一直做加速度为a2的匀减速直线运动,而不能和传送带共速,那么物块到达传送带顶端时的速度是一定的,与传送带转动的速率就无关了,故D错误。
故选AC。
二、非选择题,本题共5小题,共54分。其中第13题~15题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
11. 小明同学用如图甲所示的实验装置来探究一定质量的小车的加速度与力的关系,一质量为的光滑滑轮用一轻质细杆固定在小车上,小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________。
A. 砂和砂桶的总质量必须远小于小车的质量
B. 将长木板左端垫高
C. 小车左侧的细线应与长木板平行
(2)该同学在实验中得到的一条纸带如图乙所示,相邻两计数点间有四个点未画出,打点计时器所接交流电的频率为50Hz,打B点时,小车的速度大小为________m/s,小车的加速度大小为________。(结果均保留三位有效数字)
(3)以小车的加速度a为纵坐标,力传感器的示数F为横坐标,根据实验数据,画出的图线如图丙所示,其中的、为已知量,则小车的质量为________。(用、和表示)
【答案】(1)C (2) ①. 0.376 ②. 0.390
(3)
【解析】
【小问1详解】
A.由图甲可知,细线拉力可以通过力传感器测得,所以不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量,故A错误;
B.平衡摩擦力时,应将长木板右端垫高,故B错误;
C.为了保证小车运动过程,细线拉力恒定不变,小车左侧的细线应与长木板平行,故C正确。
故选C。
【小问2详解】
[1]相邻两计数点间有四个点未画出,则相邻计数点的时间间隔为
打B点时,小车的速度大小为
[2]根据逐差法可得小车的加速度大小为
【小问3详解】
以小车、滑轮为对象,根据牛顿第二定律可得
可得
可知图线的斜率为
解得小车的质量为
12. 某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律,实验装置放置在水平桌面上,底板上的标尺可以测得水平位移x。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有______。
A. 安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 应选择质量较大,体积较小的小球
D. 每次小球应从同一高度由静止释放
(2)若某次实验时,小球抛出点距底板的高度为h,水平位移为x,重力加速度为g,则小球的平抛初速度为______(用h、x、g表示)。
(3)如图乙所示,用一张印有小方格的纸记录轨迹,当地重力加速度g取,小方格的边长。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度=______m/s,小球抛出点的坐标为______。
【答案】(1)ACD (2)
(3) ①. 2 ②.
【解析】
【小问1详解】
A.保证斜槽轨道末端应水平,以便于小球初速度沿水平方向,故A正确;
B.小球在轨道上运动时摩擦力不会影响其速度方向,不必光滑,故B错误;
C.应选择质量较大,体积较小的小球,减少空气阻力影响,故C正确;
D.小球应从同一高度释放,释放位置不能太高或太低,故D正确
故选ACD。
【小问2详解】
竖直方向,有
水平方向有
联立解得
【小问3详解】
由逐差法,有
解得
又
b点竖直方向速度为
b点高度为
b点的水平位移为
联立解得
故抛出点坐标为。
13. 如图所示,倾角的粗糙斜面固定在水平面上,质量的木块受到一沿斜面向上、大小的外力作用静止在斜面上。已知斜面与物体间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取。
(1)求木块所受摩擦力;
(2)若撤去外力,求木块所受摩擦力。
【答案】(1),沿着斜面向下
(2),沿斜面向上
【解析】
【小问1详解】
设木块受到的摩擦力沿斜面向下,对木块受力分析如图1将重力正交分解
沿着斜面向下的分力
沿斜面平衡方程
解得
方向沿着斜面向下。
【小问2详解】
撤去,受力分析如图2所示
重力垂直斜面向下的分力
斜面对木块的支持力
最大静摩擦力
因
故木块静止,木块所受摩擦力
故木块受到的摩擦力沿斜面向上,大小
14. 如图所示,在光滑水平面上有坐标系,质量为的质点开始时静止在平面上的原点处,某一时刻起受到沿轴正方向的恒力的作用,的大小为,若力作用一段时间后撤去,在撤去力的同时对质点施加一个沿轴正方向的恒力,作用后质点恰好通过该平面上的点,点的坐标为,。
(1)为使质点按题设条件通过点,的大小?
(2)力作用时间为多长?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,撤去,在的作用下,质点沿x轴正方向做匀速直线运动,沿y轴正方向做匀加速直线运动,沿轴方向,由牛顿第二定律有
又有
其中,
联立代入数据解得
【小问2详解】
在恒力的作用下,质点从静止开始沿轴做匀加速直线运动,由牛顿第二定律有
时间内,由运动学公式有,
撤去之后,沿轴有
联立解得,(舍去)
15. 如图所示,物体放在足够长的木板上,木板静止于水平面上,已知的质量和的质量均为, A、B之间的动摩擦因数,与水平面之间的动摩擦因数,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度取。若从开始,木板受的水平恒力作用,时改为,方向不变,时撤去。求:
(1)木板受的水平恒力作用时, A、B的加速度各为多少?
(2)从开始,经过多长时间和达到共同速度?
(3)请以纵坐标表示受到的摩擦力,横坐标表示运动时间(从开始,到A、B都静止),取运动方向为正方向,在图中画出的关系图线(以图线评分,不必写出分析和计算过程)
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)当恰好相对于滑动时有
此时
由于,故物体相对于木板B滑动,则
(2)时
当力作用时的加速度不变, B的加速度大小
经过时间A、B速度相等,则
解得
(3)前物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,方向向右。
内,和匀速运动,物体受到的摩擦力
时撤去,A、B一起做匀减速直线运动。对整体,由牛顿第二定律
解得
对物体,由牛顿第二定律得
时和共同速度
时撤去后,设经过两者速度减为零。
解得
后,和均静止,物体受到的摩擦力
的关系图线如图所示
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