内容正文:
长沙市怡海中学高一学业水平考试物理试题
注意事项∶
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,写在试卷上无效。
3、考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共18小题,共54分。
1. 在距水平地面不同高度处以不同的水平初速度分别抛出甲、乙两物体,若两物体抛出时速度大小之比为2:1,由抛出点到落地点的水平距离之比是:1,则甲、乙两物体抛出点距地面的高度之比为( )
A. 1:2 B. 2:1 C. 3:1 D. 4:1
2. 小明同学利用APP测量手机运动过程的加速度a。手机由静止向上运动,其图像如图所示,则( )
A. 时刻,手机速度最大
B. 时刻,手机速度为0
C. 时间内,手机向上运动
D. 时间内,手机先处于失重状态后处于超重状态
3. 如图所示,一个物体受到1N、2N、3N、4N四个力作用而处于平衡。现保持1N、2N、4N三个力的方向和大小不变,而将3N的力绕O点顺时针旋转60°,此时作用在物体上的合力大小为( )
A. 13N B. N C. 3N D. N
4. 关于物理量和物理量的单位,下列说法中正确的是
A. 在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本物理量
B. 后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位
C. 1m/s2和1 N/kg是等价的
D. “秒”“克”“米”都属于国际单位制中的力学基本单位
5. 如图所示,轻绳的一端系在质量为m的物体上,另一端系在一个轻质圆环上,圆环套在粗糙水平杆MN上.现用水平力F拉绳上一点,使物体处于图中实线位置,然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置,圆环仍在原来的位置不动,则在此过程中,水平拉力F,环与杆的摩擦力f和环对杆的压力FN的变化情况是( )
A. F逐渐增大,f保持不变,逐渐增大 B. F逐渐增大,f逐渐增大,保持不变
C. F逐渐减小,f逐渐减小,保持不变 D. F逐渐减小,f逐渐增大,逐渐减小
6. 下列说法中正确的是( )
A. 曲线运动一定是变速运动
B. 作用力和反作用力大小相等、方向相反、合力为零
C. 蹦床运动员在空中上升阶段处于超重状态而下落阶段处于失重状态
D. 物体静止时惯性大,运动时惯性小
7. 如图所示,用平行于斜面体A的轻弹簧将物块P拴接在挡板B上,在物块P上施加沿斜面向上的推力F,整个系统处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 物块P与斜面之间一定存在摩擦力
B. 弹簧的弹力一定沿斜面向下
C. 地面对斜面体A的摩擦力水平向左
D. 若增大推力,则弹簧弹力一定减小
8. 如图所示,一位同学手持乒乓球拍托球沿水平面做匀加速直线跑动,球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ。设球拍和球质量分别为M、m,重力加速度为g,不计球拍和球之间摩擦,不计空气阻力,则( )
A. 球拍对球的支持力大小为
B. 乒乓球的加速度大小为
C. 乒乓球的加速度大小为
D. 该同学对球拍的作用力大小为
9. 下列关于质点和参考系的说法中正确的是( )
A. 质点是理想化的物理模型,质量和体积都很小的物体一定可以看作质点
B. 研究地球的公转时不可以视地球为质点
C. 研究物体运动时可以选择任意其它的物体当参考系
D. 研究物体运动时必须选择地面或相对地面静止的物体当参考系
10. 关于力和运动的关系,下列说法中不正确的是( )
A. 做曲线运动的物体的所受合力一定是变化的
B. 两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动
C. 物体做曲线运动,其速度大小不一定改变
D. 抛体运动的物体在相等的时间内速度变化一定相同
11. 下列关于力的说法正确的是( )
A. 力是物体对物体的作用,所以发生力的作用必须相互接触
B. 物体受到的重力是地球施加的,物体只在重心处受到重力作用
C. 弹力是发生弹性形变的物体在恢复原状的过程中对与它接触的物体所发生的作用
D. 静摩擦力是静止的物体受到的,滑动摩擦力是运动的物体受到的
12. 如图所示,A、B两质点同时同地沿同一直线运动,下列说法正确的是( )
A. A质点沿正方向做匀加速运动
B. B质点沿正方向先减速后加速
C. 经过4s,A质点的位移小于B质点的位移
D. 0~4s内,两质点间的距离先增大后减小
13. 如图,固定斜面,段光滑,段粗糙,、两物体叠放在一起从点由静止下滑,下滑过程中、保持相对静止,则( )
A. 在段时,受三个力作用
B. 在段时,可能受三个力作用
C. 在段时,受摩擦力方向一定沿斜面向上
D. 整个下滑过程中,、均处于失重状态
14. 下列说法中正确的是:( )
A. 物体受到的合外力越大,加速度越大 B. 物体受到的合外力越大,速度越大
C. 物体的加速度越大,速度也越大 D. 物体的加速度一定,速度也一定
15. 下列说法正确的是:( )
A. 体积小的物体一定能看成质点
B. 路程总是大于位移的大小
C. 天宫一号发射升空是在2011年9月29日21时16分整,这是时刻
D. 速率是矢量
16. 放在水平地面上的物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。取重力加速度由两图像可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
17. 如图所示,将一个的力分解为两个分力,如果已知其中一个不为零的分力的方向与F成30°角,则下列说法正确的是( )
A. 另一分力的方向可能与F平行 B. 另一分力的大小可能小于10N
C. 的大小不可能小于5N D. 另一分力的方向与的方向垂直时,最小
18. 如图用货车在平直道路上运输水泥板,水泥板与车厢间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度为g,为保证水泥板与车厢不发生相对运动,货车行驶的最大加速度为( )
A. μg B. 0.8μg C. 0.6μg D. 0.5μg
第II卷(非选择题)
二、实验题:本大题共3小题,共16分。
19. 某同学利用如图装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。他通过实验得到如图所示的弹力大小与弹簧长度的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长______,劲度系数______。
20. 用如图所示的实验装置做探究加速度与力和质量关系的实验。
(1)在水平台面上组装好实验仪器后,某同学没有平衡摩擦力就直接做实验,描绘出的小车的加速度a与小车所受的拉力F的变化关系图像可能是___________。(填正确答案标号)
A. B. C.
(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验,实际小车在运动过程中所受的拉力___________(选填“大于”“小于”或“等于”)砝码和盘的总重力,为了便于探究、减小误差,应使小车质量与砝码和盘的总质量满足___________的条件。
21. 某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,为橡皮条与细绳的结点,与为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)关于此实验,以下说法正确的是( ) 。
A. 应平行于木板拉弹簧测力计,且两个测力计都不能超过最大刻度
B. 只需记录两个弹簧秤的示数
C. 应保证、相互垂直
D. 改用一只弹簧测力计拉橡皮筋时,只需保证橡皮条方向与原来一致
(2)如果没有操作失误,图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是___________。
三、计算题:本大题共3小题,共30分。
22. 如图所示,传送带与水平成,传送带A、B间距,传送带始终以速度顺时针转动,将一小物体轻轻释放在A处,小物体与传送带间动摩擦因数为,(sin=0.6,cos=0.8,),试求:
(1)刚释放时,小物体加速度的大小?
(2)小物体从A运动到B所需时间?
23. 如图所示的四旋翼无人机是一种能够垂直升降的小型遥控飞行器,目前得到越来越广泛的应用。一架质量 的无人机,其动力系统所能提供的最大升力 。在运动过程中,其所受空气阻力大小恒为 。重力加速度。
(1)无人机在地面上从静止开始以最大升力竖直向上起飞。求时,无人机离地面的高度。
(2)当无人机悬停在距离地面高度 处,由于动力设备故障,无人机突然失去升力而坠落。求无人机坠落地面时的速度。
24. 如图所示,BC是一轻杆,可绕C点转动,AB是一连接在墙壁和杆上的轻绳,在杆的B点悬挂一个定滑轮,人用它匀速地提起重物,重物质量为30 kg,人的质量为50 kg,求:
(1)此时人对地面的压力是多大?
(2)轻杆BC、水平绳AB所受的力各是多大?(绳子和滑轮的质量、绳子和滑轮的摩擦及杆的质量均忽略不计,g取10 m/s2)
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长沙市怡海中学高一学业水平考试物理试题
注意事项∶
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,写在试卷上无效。
3、考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共18小题,共54分。
1. 在距水平地面不同高度处以不同的水平初速度分别抛出甲、乙两物体,若两物体抛出时速度大小之比为2:1,由抛出点到落地点的水平距离之比是:1,则甲、乙两物体抛出点距地面的高度之比为( )
A. 1:2 B. 2:1 C. 3:1 D. 4:1
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】甲、乙都做平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,根据
知
已知水平距离之比为:1,初速度之比为2:1,则由上式解得时间之比为1:
根据
知抛出点与地面的高度之比为1:2。
故选A。
2. 小明同学利用APP测量手机运动过程的加速度a。手机由静止向上运动,其图像如图所示,则( )
A. 时刻,手机速度最大
B. 时刻,手机速度为0
C. 时间内,手机向上运动
D. 时间内,手机先处于失重状态后处于超重状态
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图可知时刻加速度最大,后续到仍然在加速,故手机在时刻速度最大,故AB错误;
C.a-t图像与时间轴围成的面积代表速度变化量,时间内速度变化量大于时间内速度变化量,所以时间内,手机向上运动,故C正确;
D.时间内,加速度先向上后向下,手机先处于超重状态后处于失重状态,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,一个物体受到1N、2N、3N、4N四个力作用而处于平衡。现保持1N、2N、4N三个力的方向和大小不变,而将3N的力绕O点顺时针旋转60°,此时作用在物体上的合力大小为( )
A. 13N B. N C. 3N D. N
【答案】C
【解析】
【详解】由题可知,四个力合力为零,则可知1N、2N、4N三个力的合力与3N的力大小相等,方向相反,则3N的力绕O点顺时针旋转60°,其他三个力不变,相当于两个3N的力,其夹角为120°,因此这两个力的合力为3N。
故选C。
4. 关于物理量和物理量的单位,下列说法中正确的是
A. 在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、力为三个基本物理量
B. 后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的基本单位
C. 1m/s2和1 N/kg是等价的
D. “秒”“克”“米”都属于国际单位制中的力学基本单位
【答案】C
【解析】
【详解】A.在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量,选项A错误;
B.后人为了纪念牛顿,把“牛顿”作为力学中的导出单位,选项B错误;
C.根据牛顿第二定律a=F/m可知,1m/s2和1 N/kg是等价的,选项C正确;
D.“秒”“千克”“米”都属于国际单位制中的力学基本单位,“克”不是,选项D错误;
故选C.
5. 如图所示,轻绳的一端系在质量为m的物体上,另一端系在一个轻质圆环上,圆环套在粗糙水平杆MN上.现用水平力F拉绳上一点,使物体处于图中实线位置,然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置,圆环仍在原来的位置不动,则在此过程中,水平拉力F,环与杆的摩擦力f和环对杆的压力FN的变化情况是( )
A. F逐渐增大,f保持不变,逐渐增大 B. F逐渐增大,f逐渐增大,保持不变
C. F逐渐减小,f逐渐减小,保持不变 D. F逐渐减小,f逐渐增大,逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】在节点A受力分析如图所示:
当结点缓慢下降到图中虚线位置,T的变化如图中从1到2到3的位置变化,由图可以看出:T变小F变小;以M和m整体为研究对象受力分析,水平方向受力平衡:F=f,则f逐渐减小;竖直方向受力平衡:FN=mg+Mg,故保持不变;故C正确,ABD错误.
6. 下列说法中正确的是( )
A. 曲线运动一定是变速运动
B. 作用力和反作用力大小相等、方向相反、合力为零
C. 蹦床运动员在空中上升阶段处于超重状态而下落阶段处于失重状态
D. 物体静止时惯性大,运动时惯性小
【答案】A
【解析】
【详解】A.物体做曲线运动的条件是合外力与速度不在同一直线上,所以做曲线运动的物体速度大小不一定变化,但方向一定变化,因此曲线运动一定是变速运动,故A正确;
B.两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,但是作用在两个物体上,效果不能抵消,即不能合成,故B错误;
C.蹦床运动员在空中运动时,无论是否考虑空气阻力,上升阶段所受合力向下,加速度向下,下降阶段合力也向下,加速度向下,因此,都处于失重状态,故C错误;
D.惯性是物体保持原来运动状态不变的性质,一切物体都有惯性,并且惯性的大小只与物体的质量有关,物体的质量越大,物体的惯性越大,与运动的速度无关,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,用平行于斜面体A的轻弹簧将物块P拴接在挡板B上,在物块P上施加沿斜面向上的推力F,整个系统处于静止状态,下列说法正确的是( )
A. 物块P与斜面之间一定存在摩擦力
B. 弹簧的弹力一定沿斜面向下
C. 地面对斜面体A的摩擦力水平向左
D. 若增大推力,则弹簧弹力一定减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.对物块P受力分析可知,若推力F与弹簧弹力的合力平衡了物块重力沿斜面向下的分力,则无摩擦力,选项A错误;
B.弹簧处于拉伸或压缩状态,物块P均可能保持静止,选项B错误;
C.由整体法可知地面对斜面体A的静摩擦力平衡了推力F水平向右的分力,则地面对斜面体A的摩擦力水平向左,选项C正确;
D.增大推力F,若物块保持静止,则弹簧的弹力不变,选项D错误。
故选C。
8. 如图所示,一位同学手持乒乓球拍托球沿水平面做匀加速直线跑动,球拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为θ。设球拍和球质量分别为M、m,重力加速度为g,不计球拍和球之间摩擦,不计空气阻力,则( )
A. 球拍对球的支持力大小为
B. 乒乓球的加速度大小为
C. 乒乓球的加速度大小为
D. 该同学对球拍的作用力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.球和运动员具有相同的加速度,对小球分析如图所示,则
根据牛顿第二定律得
解得
故AC错误,B正确;
D.对球拍和球整体分析,整体的加速度与球的加速度相同,根据平行四边形定则知,运动员对球拍的作用力为
故D错误。
故选B。
9. 下列关于质点和参考系的说法中正确的是( )
A. 质点是理想化的物理模型,质量和体积都很小的物体一定可以看作质点
B. 研究地球的公转时不可以视地球为质点
C. 研究物体运动时可以选择任意其它的物体当参考系
D. 研究物体运动时必须选择地面或相对地面静止的物体当参考系
【答案】C
【解析】
【详解】AB.物体能否看成质点,不是看物体的大小,而是看物体的大小和形状在所研究的问题中能否忽略。比如地球很大,在研究地球公转时,地球可以看成质点,故AB错误;
CD.参考系是选作假定静止不动的物体,研究物体运动时可以选择任意其它的物体当参考系,不需要一定选择静止的物体,故C正确,D错误;
故选C。
10. 关于力和运动的关系,下列说法中不正确的是( )
A. 做曲线运动的物体的所受合力一定是变化的
B. 两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动
C. 物体做曲线运动,其速度大小不一定改变
D. 抛体运动的物体在相等的时间内速度变化一定相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.做曲线运动的物体的合力不一定变化,可能不变,比如平抛运动,合力等于重力,保持不变,故A错误,符合题意;
B.当两个匀变速直线运动的合运动的加速度方向与合初速度方向在同一条直线上,则合运动为直线运动,故B正确,不符合题意;
C.物体做曲线运动,速度的方向一定改变,而速度大小不一定改变,故C正确,不符合题意;
D.抛体运动只受重力,加速度不变,在相等时间内速度变化相同,故D正确,不符合题意。
故选A。
11. 下列关于力的说法正确的是( )
A. 力是物体对物体的作用,所以发生力的作用必须相互接触
B. 物体受到的重力是地球施加的,物体只在重心处受到重力作用
C. 弹力是发生弹性形变的物体在恢复原状的过程中对与它接触的物体所发生的作用
D. 静摩擦力是静止的物体受到的,滑动摩擦力是运动的物体受到的
【答案】C
【解析】
【详解】A. 力是物体对物体的相互作用,物体不接触可以产生力的作用,接触不一定有力的作用,故A错误;
B. 物体受到的重力是地球施加的,但物体各部分均受到重力作用,而重心是重力的等效作用点,故B错误;
C. 根据弹力产生的条件,可知弹力是发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体所产生的力的作用,故C正确;
D. 运动的物体可以受到静摩擦力,比如:正在斜向上运动的传送带上的物体;而静止的物体可以受到滑动摩擦力,在地面上滑行的物体,地面却受到滑动摩擦力,故D错误;
故选C。
12. 如图所示,A、B两质点同时同地沿同一直线运动,下列说法正确的是( )
A. A质点沿正方向做匀加速运动
B. B质点沿正方向先减速后加速
C. 经过4s,A质点的位移小于B质点的位移
D. 0~4s内,两质点间的距离先增大后减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.x-t图像的斜率等于物体的速度,则由图像可知,A质点沿正方向做匀速运动,B质点沿正方向先减速,后向负方向加速运动,故AB错误;
C.经过4s,A质点的位移等于B质点的位移,故C错误;
D.由图像可知,0~4s内,两质点间的距离先增大后减小,故D正确。
故选D。
13. 如图,固定斜面,段光滑,段粗糙,、两物体叠放在一起从点由静止下滑,下滑过程中、保持相对静止,则( )
A. 在段时,受三个力作用
B. 在段时,可能受三个力作用
C. 在段时,受摩擦力方向一定沿斜面向上
D. 整个下滑过程中,、均处于失重状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.在段,整体的加速度为
隔离对分析,有
解得 ,可知受重力和支持力两个力作用,故A错误;
BC.设段物块与斜面间的动摩擦因数为,在段
整体的加速度为
隔离对分析,有
解得,方向沿斜面向上
若匀速运动,受到静摩擦力也是沿斜面向上,所以一定受三个力,故B错误,C正确;
D.整体下滑的过程中,段加速度沿斜面向下,、均处于失重状态;在段,可能做匀速直线运动,不处于失重状态,故D错误。
故选C。
14. 下列说法中正确的是:( )
A. 物体受到的合外力越大,加速度越大 B. 物体受到的合外力越大,速度越大
C. 物体的加速度越大,速度也越大 D. 物体的加速度一定,速度也一定
【答案】A
【解析】
【详解】A. 根据牛顿第二定律:F=ma知:物体受到的合外力越大,加速度越大,A正确;
B. 物体受到的合外力越大,加速度越大,但物体的速度不一定大,比如刚要启动的汽车或飞机,故B错误,C错误;
D. 根据匀变速直线运动的速度时间公式:v=v0+at,加速度一定,则速度均匀变化,故D错误;
故选A.
15. 下列说法正确的是:( )
A. 体积小的物体一定能看成质点
B. 路程总是大于位移的大小
C. 天宫一号发射升空是在2011年9月29日21时16分整,这是时刻
D. 速率是矢量
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.当物体的线度和大小对所研究的问题相比可忽略不计时,可把物体看作质点,则体积小的物体不一定能看成质点,A错误;
B.当物体做单向直线运动时,路程等于位移的大小,B错误;
C.天宫一号发射升空是在2011年9月29日21时16分整,这是时刻,C正确;
D.速率有大小无方向,是标量,D错误。
故选C。
16. 放在水平地面上的物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图所示。取重力加速度由两图像可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】从速度时间图像中可知2~4s过程中物体做匀加速直线运动,图像的斜率表示加速度,加速度为
在2~4s过程中F2=3N,此过程中物体在水平方向上受到推力以及摩擦力作用,根据牛顿第二定律可得
4~6s过程中物体做匀速直线运动,即推力与摩擦力平衡,故有
解得
故选A。
17. 如图所示,将一个的力分解为两个分力,如果已知其中一个不为零的分力的方向与F成30°角,则下列说法正确的是( )
A. 另一分力的方向可能与F平行 B. 另一分力的大小可能小于10N
C. 的大小不可能小于5N D. 另一分力的方向与的方向垂直时,最小
【答案】D
【解析】
【详解】A. 合力和两个分力构成了力的矢量三角形,如图所示
不为零,由图可知的方向不可能与F平行,故A错误;
BD. 当和垂直时,最小
故的大小不可能小于10N,故B错误,D正确;
C. 先减小后增大,从零开始(不含零)一直增大,的大小可能小于5N,故C错误。
故选D。
18. 如图用货车在平直道路上运输水泥板,水泥板与车厢间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度为g,为保证水泥板与车厢不发生相对运动,货车行驶的最大加速度为( )
A. μg B. 0.8μg C. 0.6μg D. 0.5μg
【答案】A
【解析】
【详解】水泥板与车厢底板的最大静摩擦力为
为了使木箱在车厢底板上不发生相对滑动,木箱的最大加速度
所以货车刹车的最大加速度a为μg,A正确。
故选A。
第II卷(非选择题)
二、实验题:本大题共3小题,共16分。
19. 某同学利用如图装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。他通过实验得到如图所示的弹力大小与弹簧长度的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长______,劲度系数______。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]弹簧处于原长时,弹力为零,故原长为;
[2]弹簧弹力为时,弹簧的长度为,伸长量为;
根据胡克定律
有
20. 用如图所示的实验装置做探究加速度与力和质量关系的实验。
(1)在水平台面上组装好实验仪器后,某同学没有平衡摩擦力就直接做实验,描绘出的小车的加速度a与小车所受的拉力F的变化关系图像可能是___________。(填正确答案标号)
A. B. C.
(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验,实际小车在运动过程中所受的拉力___________(选填“大于”“小于”或“等于”)砝码和盘的总重力,为了便于探究、减小误差,应使小车质量与砝码和盘的总质量满足___________的条件。
【答案】 ①. C ②. 小于 ③.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1] 没有平衡摩擦力就直接做实验,拉力较小不为零,加速度仍为零,小车的加速度a与小车所受的拉力F的变化关系图像可能是C。
(2)[2][3] 小车运动过程砝码和砝码盘向下做加速运动,砝码与砝码盘处于失重状态,小车受到的拉力小于砝码和砝码盘的重力;根据牛顿第二定律
,
则绳子的拉力
当小车质量远大于砝码和砝码盘的质量,即时可以近似认为小车受到的拉力等于砝码和砝码盘的重力。
21. 某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,为橡皮条与细绳的结点,与为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)关于此实验,以下说法正确的是( ) 。
A. 应平行于木板拉弹簧测力计,且两个测力计都不能超过最大刻度
B. 只需记录两个弹簧秤的示数
C. 应保证、相互垂直
D. 改用一只弹簧测力计拉橡皮筋时,只需保证橡皮条方向与原来一致
(2)如果没有操作失误,图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是___________。
【答案】 ①. A ②.
【解析】
【详解】(1)[1]A.实验时应平行于木板拉弹簧测力计,且两个测力计都不能超过最大刻度,故A正确;
B.实验中不仅需要记录两个弹簧秤的示数,还要记录两绳套的方向,故B错误;
C.BO和CO不一定要相互垂直,夹角以60°~90°之间为宜,故C错误;
D.改用一只弹簧测力计拉橡皮筋时,必须将橡皮条的结点拉到O点,从而保持两次力的作用效果相同,故D错误。
故选A。
(2)[2]图乙中F是通过平行四边形定则得到两个弹簧测力计拉力合力的理论值,而F′是通过一个弹簧测力计沿AO方向拉橡皮筋的力,所以一定沿着AO方向的力是F′。
三、计算题:本大题共3小题,共30分。
22. 如图所示,传送带与水平成,传送带A、B间距,传送带始终以速度顺时针转动,将一小物体轻轻释放在A处,小物体与传送带间动摩擦因数为,(sin=0.6,cos=0.8,),试求:
(1)刚释放时,小物体加速度的大小?
(2)小物体从A运动到B所需时间?
【答案】(1);(2)1.4s
【解析】
【详解】(1)受力分析,正交分解,根据牛顿第二定律可知
解得
(2)物块加速到4的位移,运动的时间
又因
故物块先以加速,再以
加速通过的位移为
根据位移时间公式可知,解得
或舍
经历的总时间为
23. 如图所示的四旋翼无人机是一种能够垂直升降的小型遥控飞行器,目前得到越来越广泛的应用。一架质量 的无人机,其动力系统所能提供的最大升力 。在运动过程中,其所受空气阻力大小恒为 。重力加速度。
(1)无人机在地面上从静止开始以最大升力竖直向上起飞。求时,无人机离地面的高度。
(2)当无人机悬停在距离地面高度 处,由于动力设备故障,无人机突然失去升力而坠落。求无人机坠落地面时的速度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设无人机上升时的加速度为,由牛顿第二定律,有
解得
由
解得
【小问2详解】
设无人机坠落过程中的加速度为,由牛顿第二定律,有
解得
由
解得
24. 如图所示,BC是一轻杆,可绕C点转动,AB是一连接在墙壁和杆上的轻绳,在杆的B点悬挂一个定滑轮,人用它匀速地提起重物,重物质量为30 kg,人的质量为50 kg,求:
(1)此时人对地面的压力是多大?
(2)轻杆BC、水平绳AB所受的力各是多大?(绳子和滑轮的质量、绳子和滑轮的摩擦及杆的质量均忽略不计,g取10 m/s2)
【答案】(1) 200 N.(2) 1200 N N
【解析】
【分析】(1)先以人为研究对象,求人受的支持力,再由牛顿第三定律得人对地的压力.
(2)先求B点受的绳的拉力,再用力作用效果把绳的拉力分解为对BC的压力,对AB拉力.
【详解】(1)由平衡条件得:N=G-T=50×10-30×10N=200N
据牛顿第三定律,地面对人的支持力大小等于人对地面的压力大小,则人对地面的压力为200N.
(2)正确画出受力分析图:
杆BC受力:
水平绳AB所受的拉力:FAB=2Tcot30°=600N
【点睛】本题关键是明确各个物体的受力情况,画出受力图,结合平衡条件列式分析,基础题目.
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