精品解析:湖南省、广西湘一联盟2025-2026学年高一上学期12月月考物理试卷
2026-04-28
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内容正文:
高一物理
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法错误的是( )
A. 在研究物体的运动时,利用光电门测瞬时速度的科学方法是极限法
B. 位移表示的是物体位置的变化
C. 加速度描述的是速度变化的快慢,与速度的大小无关
D. 做单向直线运动的物体某一时间段的平均速度等于该时间段中间时刻的速度
2. 如图所示,某健身爱好者在做引体向上训练,其中一项训练是锻炼双手握力和耐力。他双臂张开一定的角度(双臂不平行),两手握紧单杠上、两点,悬停在单杠上,则( )
A. 杠对人的弹力与人的重力大小相等、方向相反,所以是一对相互作用力
B. 杠对人的弹力是因为人手发生弹性形变产生的
C. 他将双臂张开的角度变大,单只手与杠之间的摩擦力变大
D. 他将双臂张开的角度变大,每只手臂的拉力不变
3. 在家庭科学实验中,小明从空中同时释放两个相同的金属球A、B,让它们自由下落,A、B距地面的高度分别为、。忽略空气阻力,重力加速度为,从释放到两球各自落地的过程,下列说法正确的是( )
A. A、B落地瞬间速度大小之比为 B. A、B的平均速度大小之比为
C. A、B落地时间之差为 D. A、B落地时间之比为
4. 如图所示,倾角为的固定斜面上有一定滑轮,斜面上质量为的物体通过轻绳与质量为的物体相连接,恰好与斜面不发生相对滑动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 物体受到的摩擦力大小为,方向沿斜面向上
B. 物体与斜面之间的动摩擦因数为
C. 物体受到斜面的作用力大小为
D. 若剪断轻绳,物体将沿斜面加速下滑
5. 如图所示,长方体物块、叠放在固定的斜面上,受到一个沿斜面向下的拉力,两物块保持静止。物块受力的个数为( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
6. 如图所示,有两根完全相同且处于原长的弹簧,每根弹簧的劲度系数均为,在上端轻放一个质量为的物块,重力加速度为,在物块下落至最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 物块的加速度一直变大
B. 物块的加速度大小先减小后增大
C. 当物块的速度最大时,弹簧的形变量为
D. 上述两根弹簧形变的效果与一根劲度系数为的弹簧等效
7. 某人驾驶汽车在平直公路上以的速度匀速行驶,某时刻看到前方路上有障碍物,经过一段反应时间开始刹车,假设刹车后汽车做匀减速直线运动。从看到障碍物到车子停下的过程,汽车的位移随速度变化的关系如图所示,图像由一段平行于纵轴的直线与一段曲线组成。下列说法正确的是( )
A. 刹车的加速度大小为 B. 司机的反应时间为
C. 刹车持续的时间是 D. 曲线部分不是一段抛物线
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,小明在玩一笔画游戏时,笔尖由顶点开始,以恒定速率无重复地一笔画出五角星。已知五角星各顶点间的距离,则该过程( )
A. 笔尖的路程为 B. 笔尖的位移大小为
C. 笔尖的平均速度为0 D. 笔尖的初速度和末速度相同
9. 如图所示,、两球连接在绕过轻质光滑定滑轮的细绳两端,滑轮固定在天花板上。球穿过水平光滑的细杆,球受到一水平外力作用,、两球处于静止状态,此时连接球的细绳与杆成夹角。现球在水平外力作用下,缓慢向右移动一段距离,使细绳与杆之间的夹角,下列说法正确的是( )
A. 在缓慢右移过程中,外力逐渐增大
B. 在缓慢右移过程中,杆对球的弹力一定逐渐减小
C. 在时,滑轮对天花板的作用力大小等于球重力的倍
D. 若在时,球只受3个力,则球质量等于球质量
10. 伴随科技的进步,现代工厂智能化程度越来越高。如图所示为某电子厂将工件由低处运往高处的简易模型,传送带与水平面成角,正以的速度匀速运行。现每隔把质量相同可视为质点的工件轻放在传送带下端点处,在传送带的带动下,工件向上运动。当第1个工件到达端时,恰好在端放上第11个工件,工件与传送带间的动摩擦因数,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 工件在传送带上由端运动到端所受到的摩擦力始终不变
B. 在传送带上相邻两个工件间的最小距离为
C. 在传送带上相邻两个工件间的最大距离为
D. 传送带、端的距离为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某研究小组用如图1所示装置探究两个互成角度的力的合成规律,把白纸用图钉固定在木板上,再把橡皮条的一端用图钉固定在白纸上,另一端连接细绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,得到两个力和,并记录结点位置和细绳方向,再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条,使橡皮条伸长到同一点,得到合力。
(1)本实验采用的科学方法是“等效替代法”,其含义是_____(填选项序号)。
A. 橡皮条可以用细绳替代
B. 弹簧测力计可以替代橡皮条
C. 左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
D. 两个弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
(2)图2和图3是两位同学在做以上实验时得到的结果,其中图_____(填“2”或“3”)的实验符合实验事实。
(3)某同学在一次实验中,两弹簧测力计拉力的图示已作出,如图4所示。图中小正方形的边长表示1.0N,用作图法求得两力的合力大小为_____N(保留2位有效数字)。
12. 用如图1所示装置做探究加速度与力、质量的关系实验。
(1)若图中打点计时器是电火花计时器,则电源应选_____(填选项序号)。
A. 交流电 B. 交流电
(2)请完善下列操作过程:
①实验中每次改变托盘和砝码的质量时,________(填“需要”或“不需要”)重新调节木板的倾斜度。
②若将托盘和砝码的重力视为细线的拉力,实验中________(填“需要”或“不需要”)保证托盘和砝码的总质量远小于小车的质量。
(3)图2纸带上、、、、为选取的5个计数点,相邻计数点之间还有4个计时点没有画出。依据图2纸带计算,小车做匀加速运动的加速度大小为________(保留3位有效数字)。
(4)在探究小车加速度与所受拉力的关系时,根据实验数据作出的图像如图3所示,图线不过原点的原因可能是_____(填选项序号)。
A. 木板一端垫得过高 B. 木板一端垫得过低
C. 托盘和砝码的总质量太大 D. 托盘和砝码的总质量太小
13. 如图所示,水平桌面上固定一个倾角为37°的光滑斜面,细线的一端固定于斜面的顶端处,另一端系一质量为可视为质点的物块于点,细线平行于斜面,重力加速度取,,。
(1)求斜面对物块的支持力大小和细线的拉力大小;
(2)剪断细线,物块经过从点运动到斜面底端点,求、间的距离和到点时的速度大小。
14. 甲、乙两辆快递配送车在同方向相邻两车道匀速行驶,载急件的乙车速度为。时刻,载普通件的甲车在乙车后方处(车头间沿车道方向的距离),此时甲车因电量不足开始做加速度大小为的匀减速直线运动,乙车为赶时间开始做加速度大小为的匀加速直线运动。路边监控显示,时两车前端恰好对齐。求:
(1)时刻,甲车的速度大小;
(2)之后甲车最远可以在乙车前面多少米(车头间沿车道方向的距离)。
15. 如图所示,在水平面上有一长为,质量为的长木板B,长木板与水平面间的动摩擦因数为,在长木板右端有一质量为可视为质点的小物块,长木板与小物块间的动摩擦因数为,长木板与小物块均静止,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平恒力向右拉长木板,重力加速度取。
(1)若要相对于不滑动,求的最大值;
(2)若,作用一段时间后,滑到的中点处时撤去,当、运动过程中共速时,求距离的最右端多远。
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高一物理
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法错误的是( )
A. 在研究物体的运动时,利用光电门测瞬时速度的科学方法是极限法
B. 位移表示的是物体位置的变化
C. 加速度描述的是速度变化的快慢,与速度的大小无关
D. 做单向直线运动的物体某一时间段的平均速度等于该时间段中间时刻的速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.利用光电门测瞬时速度时,通过测量极短时间内的平均速度逼近瞬时速度,符合极限法(取时间间隔趋近于零)的原理,故A正确;
B.位移是矢量,定义为物体初位置到末位置的有向线段,表示位置的变化,故B正确;
C.加速度是速度的变化率,通过比值定义法定义,公式为
其大小与速度的变化量大小有关,与速度大小无关,例如匀速运动时速度大但加速度为零,故C正确;
D.对于单向直线运动,平均速度等于位移与时间的比值
仅在匀变速直线运动中,平均速度等于中间时刻的瞬时速度;若运动非匀变速,则二者不一定相等,故D错误。
本题要求选错误的说法,故选D。
2. 如图所示,某健身爱好者在做引体向上训练,其中一项训练是锻炼双手握力和耐力。他双臂张开一定的角度(双臂不平行),两手握紧单杠上、两点,悬停在单杠上,则( )
A. 杠对人的弹力与人的重力大小相等、方向相反,所以是一对相互作用力
B. 杠对人的弹力是因为人手发生弹性形变产生的
C. 他将双臂张开的角度变大,单只手与杠之间的摩擦力变大
D. 他将双臂张开的角度变大,每只手臂的拉力不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.相互作用力要求力的性质是相同的,弹力和重力力的性质不同,故单杠对人的弹力与人的重力不是相互作用力,故A错误;
B.弹力是施力物体形变产生的,故单杠对人的弹力是因为杠发生形变产生的,故B错误;
CD.设每条手臂与竖直方向夹角为,悬停时每条手臂对躯干的拉力为,根据共点力平衡可知
健身爱好者将双臂张开的角度变大,则增大,变小,悬停时每条手臂对躯干的拉力为增大,悬停时手与单杠之间摩擦力大小
健身爱好者将双臂张开的角度变大,则增大,变大,悬停时每条手臂对躯干的拉力为增大,故悬停时手与单杠之间摩擦力增大,故C正确,D错误。
故选C。
3. 在家庭科学实验中,小明从空中同时释放两个相同的金属球A、B,让它们自由下落,A、B距地面的高度分别为、。忽略空气阻力,重力加速度为,从释放到两球各自落地的过程,下列说法正确的是( )
A. A、B落地瞬间速度大小之比为 B. A、B的平均速度大小之比为
C. A、B落地时间之差为 D. A、B落地时间之比为
【答案】B
【解析】
【详解】根据自由落体运动规律,位移
末速度
由
得
A.A落地速度,B落地速度
故,故A错误。
B.根据平均速度推论可知
A选项可知,A、B的平均速度大小之比为,故 B 正确。
C.A落地时间
B落地时间
时间差,故 C 错误。
D.由C选项可知,故 D 错误。
故选 B。
4. 如图所示,倾角为的固定斜面上有一定滑轮,斜面上质量为的物体通过轻绳与质量为的物体相连接,恰好与斜面不发生相对滑动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 物体受到的摩擦力大小为,方向沿斜面向上
B. 物体与斜面之间的动摩擦因数为
C. 物体受到斜面的作用力大小为
D. 若剪断轻绳,物体将沿斜面加速下滑
【答案】B
【解析】
【详解】A.对P、Q分别受力分析,如图所示
Q恰好不发生相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值,根据平衡条件可得,
联立解得
即物体Q受到的摩擦力大小为0.5mg,方向沿斜面向下,故A错误;
BC.斜面对Q的支持力,
解得
所以斜面对Q的作用力大小为,故B正确,C错误;
D.若剪断轻绳,绳子对Q的拉力为0,对Q受力分析可知
则物体Q静止于斜面上,故D错误。
故选B。
5. 如图所示,长方体物块、叠放在固定的斜面上,受到一个沿斜面向下的拉力,两物块保持静止。物块受力的个数为( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
【答案】C
【解析】
【详解】对受力分析可知,其受重力的支持力、拉力,还受沿斜面向上的静摩擦力;对受力分析可知,其受重力、斜面的支持力、的压力、沿斜面向下的摩擦力,由于静止,则受沿斜面向上的摩擦力,即受5个力作用。
故选C。
6. 如图所示,有两根完全相同且处于原长的弹簧,每根弹簧的劲度系数均为,在上端轻放一个质量为的物块,重力加速度为,在物块下落至最低点的过程中,下列说法正确的是( )
A. 物块的加速度一直变大
B. 物块的加速度大小先减小后增大
C. 当物块的速度最大时,弹簧的形变量为
D. 上述两根弹簧形变的效果与一根劲度系数为的弹簧等效
【答案】B
【解析】
【详解】AB.当弹力时物块处于加速状态;当弹力时物块处于减速状态;加速度大小先减小后增大;故A错误,B正确;
C.当弹力时物块速度最大,加速度为0,弹簧形变量为,故C错误;
D.根据
得
故两只弹簧形变的效果与一只劲度系数为的弹簧等效,D错误。
故选B。
7. 某人驾驶汽车在平直公路上以的速度匀速行驶,某时刻看到前方路上有障碍物,经过一段反应时间开始刹车,假设刹车后汽车做匀减速直线运动。从看到障碍物到车子停下的过程,汽车的位移随速度变化的关系如图所示,图像由一段平行于纵轴的直线与一段曲线组成。下列说法正确的是( )
A. 刹车的加速度大小为 B. 司机的反应时间为
C. 刹车持续的时间是 D. 曲线部分不是一段抛物线
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,汽车的初速度为v0=20m/s,刹车的位移为x=50m,则刹车的加速度大小为,即加速度大小为4m/s2,A错误;
B.司机在反应时间内的位移为x1=10m,则反应时间为,B错误;
C.刹车持续的时间是,C正确;
D.根据,可知曲线部分是一段抛物线,D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,小明在玩一笔画游戏时,笔尖由顶点开始,以恒定速率无重复地一笔画出五角星。已知五角星各顶点间的距离,则该过程( )
A. 笔尖的路程为 B. 笔尖的位移大小为
C. 笔尖的平均速度为0 D. 笔尖的初速度和末速度相同
【答案】AC
【解析】
【详解】A.路程为运动轨迹的长度,笔尖的运动轨迹是这些线段的总和,所以笔尖的路程为,故A正确;
B.位移是从初位置指向末位置的有向线段,由于笔尖最终回到起点,所以位移为零,故B错误;
C.平均速度等于位移除以时间,笔尖的位移为0,所以平均速度也为0,故C正确;
D.速度是矢量,笔尖初速度和末速度的方向不同,所以笔尖的初速度和末速度不同,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,、两球连接在绕过轻质光滑定滑轮的细绳两端,滑轮固定在天花板上。球穿过水平光滑的细杆,球受到一水平外力作用,、两球处于静止状态,此时连接球的细绳与杆成夹角。现球在水平外力作用下,缓慢向右移动一段距离,使细绳与杆之间的夹角,下列说法正确的是( )
A. 在缓慢右移过程中,外力逐渐增大
B. 在缓慢右移过程中,杆对球的弹力一定逐渐减小
C. 在时,滑轮对天花板的作用力大小等于球重力的倍
D. 若在时,球只受3个力,则球质量等于球质量
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由平衡可知
在缓慢右移过程中,θ减小,则外力逐渐增大,A正确;
B.若开始时杆对b的弹力向下,则杆对球的弹力
在缓慢右移过程中,θ减小,杆对球的弹力逐渐减小,减小到零后反向增加;若开始时杆对b的弹力向上,则杆对球的弹力
在缓慢右移过程中,θ减小,杆对球的弹力逐渐变大,B错误;
C.在时,滑轮两边细绳的夹角为60°,则滑轮对天花板的作用力大小等于,C正确;
D.若在时,球只受3个力,这三个力为重力、绳的拉力和力F,三力平衡可知,
即,D错误。
故选AC。
10. 伴随科技的进步,现代工厂智能化程度越来越高。如图所示为某电子厂将工件由低处运往高处的简易模型,传送带与水平面成角,正以的速度匀速运行。现每隔把质量相同可视为质点的工件轻放在传送带下端点处,在传送带的带动下,工件向上运动。当第1个工件到达端时,恰好在端放上第11个工件,工件与传送带间的动摩擦因数,重力加速度取,下列说法正确的是( )
A. 工件在传送带上由端运动到端所受到的摩擦力始终不变
B. 在传送带上相邻两个工件间的最小距离为
C. 在传送带上相邻两个工件间的最大距离为
D. 传送带、端的距离为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.工件在传送带上先做匀加速运动,再做匀速运动,匀加速运动时工件受到的摩擦力大小为
方向沿传送带向上,共速后工件受到的摩擦力大小为
方向沿传送带向上,因此工件从A端运动到B端所受到的摩擦力不同,故A错误;
B.工件匀加速运动时,由牛顿第二定律可得
解得
匀加速运动的时间
加速过程的位移
工件刚放上传送带时与前一个工件的距离最小,即为,故B正确;
C.当两个工件都匀速运动时,相邻工件间的距离最大,则有,故C正确;
D.由题可知,工件由A到B运动的总时间为
匀加速的时间为
则匀速运动的时间
则工件匀速运动的位移
则A、B之间的距离为,故D正确。
故选BCD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某研究小组用如图1所示装置探究两个互成角度的力的合成规律,把白纸用图钉固定在木板上,再把橡皮条的一端用图钉固定在白纸上,另一端连接细绳套。先用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,得到两个力和,并记录结点位置和细绳方向,再用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条,使橡皮条伸长到同一点,得到合力。
(1)本实验采用的科学方法是“等效替代法”,其含义是_____(填选项序号)。
A. 橡皮条可以用细绳替代
B. 弹簧测力计可以替代橡皮条
C. 左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
D. 两个弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
(2)图2和图3是两位同学在做以上实验时得到的结果,其中图_____(填“2”或“3”)的实验符合实验事实。
(3)某同学在一次实验中,两弹簧测力计拉力的图示已作出,如图4所示。图中小正方形的边长表示1.0N,用作图法求得两力的合力大小为_____N(保留2位有效数字)。
【答案】(1)D (2)2
(3)6.0
【解析】
【小问1详解】
本实验采用的科学方法是“等效替代法”,其含义是两个弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代,故选D。
【小问2详解】
图中的F是根据平行四边形定则得到的两个分力合力的理论值,是两个分力合力的实验值,其方向一定沿OA方向,故图2合理;
【小问3详解】
根据平行四边形定则,作出的合力如下图所示
求出的合力大小为F=6×1N=6.0N。
12. 用如图1所示装置做探究加速度与力、质量的关系实验。
(1)若图中打点计时器是电火花计时器,则电源应选_____(填选项序号)。
A. 交流电 B. 交流电
(2)请完善下列操作过程:
①实验中每次改变托盘和砝码的质量时,________(填“需要”或“不需要”)重新调节木板的倾斜度。
②若将托盘和砝码的重力视为细线的拉力,实验中________(填“需要”或“不需要”)保证托盘和砝码的总质量远小于小车的质量。
(3)图2纸带上、、、、为选取的5个计数点,相邻计数点之间还有4个计时点没有画出。依据图2纸带计算,小车做匀加速运动的加速度大小为________(保留3位有效数字)。
(4)在探究小车加速度与所受拉力的关系时,根据实验数据作出的图像如图3所示,图线不过原点的原因可能是_____(填选项序号)。
A. 木板一端垫得过高 B. 木板一端垫得过低
C. 托盘和砝码的总质量太大 D. 托盘和砝码的总质量太小
【答案】(1)B (2) ①. 不需要 ②. 需要
(3) (4)A
【解析】
【小问1详解】
电火花计时器,电源应选220V,50Hz交流电。
故选B。
【小问2详解】
[1]平衡摩擦力后
质量可以约去,所以改变托盘和砝码的质量时,不需要重新调节木板的倾斜度。
[2]根据牛顿第二定律,对托盘和砝码
对小车
解得
可知,当时,托盘和砝码的重力可视为细线的拉力。所以需要保证托盘和砝码的总质量远小于小车的质量。
【小问3详解】
由题意相邻计数点之间的时间间隔为
由逐差法可得小车做匀加速运动的加速度大小为
【小问4详解】
图线不过原点,拉力为0时,小车有向下的加速度,则说明平衡阻力过度,即木板一端垫得过高。
故选A。
13. 如图所示,水平桌面上固定一个倾角为37°的光滑斜面,细线的一端固定于斜面的顶端处,另一端系一质量为可视为质点的物块于点,细线平行于斜面,重力加速度取,,。
(1)求斜面对物块的支持力大小和细线的拉力大小;
(2)剪断细线,物块经过从点运动到斜面底端点,求、间的距离和到点时的速度大小。
【答案】(1),
(2),
【解析】
【小问1详解】
对物块进行受力分析可知,物块受到重力、支持力以及绳的拉力的作用处于平衡状态,其受力分析图如图所示:
沿着斜面方向和垂直斜面方向建立平面直角坐标系,则根据平衡关系可知,细线的拉力大小为
斜面对物块的支持力为
【小问2详解】
剪断细线后物块将沿着斜面向下做匀加速直线运动,设其加速度为,则根据牛顿第二定律有
解得
则根据匀变速直线运动位移与时间的关系式可得、间的距离为
根据匀变速直线运动速度与时间的关系式可得物块到点时的速度大小为
14. 甲、乙两辆快递配送车在同方向相邻两车道匀速行驶,载急件的乙车速度为。时刻,载普通件的甲车在乙车后方处(车头间沿车道方向的距离),此时甲车因电量不足开始做加速度大小为的匀减速直线运动,乙车为赶时间开始做加速度大小为的匀加速直线运动。路边监控显示,时两车前端恰好对齐。求:
(1)时刻,甲车的速度大小;
(2)之后甲车最远可以在乙车前面多少米(车头间沿车道方向的距离)。
【答案】(1)10m/s
(2)1.5m
【解析】
【小问1详解】
乙车的初速度为
内甲、乙两车的位移大小分别为,
时两车前端恰好对齐,则
联立解得
【小问2详解】
时,甲、乙两车的速度大小分别为,
甲、乙两车速度相等时车头间沿车道方向的距离最远,设最远距离为。设再经过时间,甲、乙两车速度相等,则有
解得,
则
15. 如图所示,在水平面上有一长为,质量为的长木板B,长木板与水平面间的动摩擦因数为,在长木板右端有一质量为可视为质点的小物块,长木板与小物块间的动摩擦因数为,长木板与小物块均静止,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平恒力向右拉长木板,重力加速度取。
(1)若要相对于不滑动,求的最大值;
(2)若,作用一段时间后,滑到的中点处时撤去,当、运动过程中共速时,求距离的最右端多远。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
A、B整体受力分析,根据牛顿第二定律可得
对A而言,其最大加速度为
当时,拉力有最大值,代入数据解得
【小问2详解】
当时,A、B相对滑动,各自具有不同的加速度,对于A则有
对于B则有
解得,
设A滑到B中点的时间为,根据运动学规律可得
解得
撤去F后,A的加速度不变,依然做加速运动,B减速运动,根据牛顿第二定律可得
解得B减速时的加速度大小为
A、B从撤去F到共速需要的时间为,则有
解得,
从撤去F到共速,A相对于B向左移动的距离为
代入数据解得
则此时A距离B最右端的长度为
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