摘要:
**基本信息**
高中物理“运动和力的关系”单元复习达标卷,通过基础选择、实验探究及综合计算,覆盖平衡、超重失重等核心知识,适配分层教学需求,强化物理观念与科学思维。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题Ⅰ|10题/30分|斜面平衡(1题)、传送带运动(2题)、实验操作(3题)|基础巩固,聚焦运动和相互作用观念|
|选择题Ⅱ|3题/12分|超重失重(11题)、传送带速度分析(12题)|能力提升,体现科学推理|
|实验题|2题/14分|“探究加速度与力、质量的关系”(14、15题)|科学探究,注重实验操作与数据处理|
|计算题|4题/44分|车厢匀变速(16题)、滑沙运动(18题)|综合应用,结合实际情境,强化模型建构|
内容正文:
第四章 运动和力的关系 章节复习
(分层作业-达标卷)
姓名: 准考证号:
本试题卷分选择题和非选择题两部分,满分100分,考试时间90分钟。
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10m/s2。
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.质量为2 kg的物体,放在倾角为30°的斜面上恰能匀速下滑,若要使物体沿斜面匀速向上运动,需对物体施加沿斜面向上的力大小为(取g=10m/s2) ( )
A.20N B.40N C.10N D.5N
2.滑块能沿静止的传送带匀速滑下,如图,若在下滑时突然开动传送带向上转动,此时滑块的运动将( )
A.维持原来匀速下滑
B.减速下滑
C.向上运动
D.可能相对地面不动
3.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,下列说法中正确的是( )
A.平衡摩擦力时,小桶应用细线通过定滑轮系在小车上,但小桶内不能装砂
B.实验中无需始终保持小车和砝码的质量远远大于砂和小桶的质量
C.实验中如用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量,描出相应的点在一条直线上时,即可证明加速度与质量成反比
D.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,因为运动过程中纸带也要受阻力
4.东汉王充在《论衡·状留篇》中记述了球的运动:“圆物投之于地,东西南北,无之不可;策杖叩动,才微辄停”.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是
A.力是维持物体运动的原因
B.力是改变物体惯性大小的原因
C.力是改变物体位置的原因
D.力是改变物体运动状态的原因
5.如图甲所示,在原来静止的升降机的水平底板上,有一物体与压缩的弹簧作用而静止,现升降机在竖直方向做如图乙所示的直线运动(以向上为正),物体可能被弹簧推动的时间段是( )
A.0~t1 B.t1~t2 C.t2~t4 D.t5~t6
6.质量为60kg的人,站在升降机内的台秤上,测得体重为70kg,则升降机的运动应是( )
A.匀速上升或匀速下降
B.自由落体
C.减速上升
D.加速上升
7.如图所示,圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板AO、BO、CO,其下端都固定于底部圆心O,而上端则搁在仓库侧壁上,三块滑板与水平面的夹角依次是30°、45°、60°,若有三个小孩同时从A、B、C处开始下滑(忽略阻力),则( )
A.A处小孩最先到O点 B.B处小孩最先到O点
C.C处小孩最先到O点 D.A、B处小孩同时到O点
8.重物A放在倾斜的皮带传送机上,它和皮带一直相对静止没有打滑,如图所示,传送带工作时,关于重物受到摩擦力的大小,下列说法正确的是( )
A.重物静止时受到的摩擦力一定小于它斜向上运动时受到的摩擦力
B.重物斜向上加速运动时,加速度越大,摩擦力一定越大
C.重物斜向下加速运动时,加速度越大,摩擦力一定越大
D.重物斜向上匀速运动时,速度越大,摩擦力一定越大
9.如图所示,在水平面上固定一倾角θ=30°光滑斜面,斜面底端固定一挡板C,两个质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连,静止在斜面上。现用一平行于斜面向上的拉力F拉物块A,在物块B恰好离开挡板C的瞬间撤去力F,重力加速度为g,则撤去力F的瞬间( )
A.物块A的加速度为零
B.物块A的加速度为,方向沿斜面向下
C.物块B的加速度为,方向沿斜面向上
D.物块B的加速度为零
10.如图所示,在加速上升的电梯中,小明站在一个台秤上.下列说法正确的是
A.人对秤的压力与秤对人的支持力是一对平衡力
B.秤对人的支持力与人的重力是一对平衡力
C.秤对人的支持力等于人对秤的压力
D.人处于失重状态
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重,其环形座舱套在竖直柱子上(如图所示),由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由下落。落到一定位置时,制动系统启动,座舱做减速运动,到地面时刚好停下。下列说法正确的是( )
A.座舱自由下落的过程中人处于超重状态
B.座舱自由下落的过程中人处于失重状态
C.座舱减速下落的过程中人处于超重状态
D.座舱下落的整个过程中人处于失重状态
12.如图所示,水平传送带A、B两端相距x=3.5 m,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,物体滑上传送带A端的瞬时速度vA=4 m/s,到达B端的瞬时速度设为vB.下列说法中正确的是( )
A.若传送带不动,vB=3 m/s
B.若传送带逆时针匀速转动,vB一定等于3 m/s
C.若传送带顺时针匀速转动,vB一定大于3 m/s
D.若传送带顺时针匀速转动,vB有可能等于3 m/s
13.如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的边长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法中正确的是( )
A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力
B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下
C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上
D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A没有压力
非选择题部分
三、实验题(共2小题,共14分)
14.某同学用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)实验中,平衡阻力的正确做法是 。
A.挂上砂桶,不连纸带,调整轨道倾角,使小车能自由滑下
B.挂上砂桶,调整轨道倾角,使小车能拖着纸带匀速下滑
C.不挂砂桶,不连纸带,调整轨道倾角,使小车能自由滑下
D.不挂砂桶,但连接纸带,调整轨道倾角,使小车能拖着纸带匀速下滑
(2)在正确操作后,打出一条点迹清晰的纸带如图乙所示,0、1、2、3、4为五个相邻的计数点,相邻计数点间的距离05cm88cm。若相邻两个计数点间还有四个计时点未画出,打点计时器的工作频率为50Hz,则打下计数点1时小车的速度大小_______m/s,小车的加速度大小a=_____。(结果均保留三位有效数字)
(3)本实验的目的是探究小车的加速度a与合力F、质量M三者的关系。下列说法正确的是 。
A.本实验采用了控制变量法
B.每次改变小车的质量时,需要重新平衡阻力
C.本实验要求砂桶(含砂)的质量远小于小车的质量
D.在处理数据时,为了直观判断a与M的关系,应作出图像
15.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。
(1)如上右图所示为实验室常用的装置,该装置用的电源是___________
A.交流220V B.直流220V
C.交流8V D.直流8V
(2)关于此实验,下列说法正确的是___________
A.槽码牵引小车运动时,一定要让细线与水平桌面保持平行
B.槽码的质量要比小车的质量小很多
C.补偿阻力时小车的牵引细线上需要挂上槽码
D.在探究小车加速度a与质量m的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a-m图象
(3)如图是某次实验得到的纸带,两计数点间还有四个点未画出,部分实验数据如图所示,小车加速度大小a=___________m/s2。(答案保留2位有效数字)
四、计算题(本大题共4小题,共44分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
16.如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角,小球和车厢相对静止,小球的质量为(取)。求:
(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况。
(2)悬线对小球的拉力大小。
17.如图所示,质量为的长方体铁箱在与水平方向成的拉力的作用下由静止开始沿水平面向右做匀加速直线运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数为。铁箱内有一个质量为的木块沿竖直的左壁以的加速度下滑,木块与铁箱内壁之间的动摩擦因数为。已知木块与铁箱左壁之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取。求:
(1)木块对铁箱左壁的弹力大小;
(2)铁箱在内发生的位移大小(木块未滑落到底);
(3)拉力的大小。
18.在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动。如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若某人和滑板的总质量m=60.0kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.50,斜坡AB的长度l=36m。斜坡的倾角θ=(sin=0.6,cos=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10m/s2。
(1)人从斜坡顶端滑到底端的时间为多少?
(2)人滑到水平面上后还能滑行多远?
19.如图所示,水平地面有三个质量均为m=1kg的小物块A、B、C,A、B间用一根轻绳水平相连.一水平恒力F作用于A,使三物块以相同加速度运动一段时间后撤去F.已知B与C之间的动摩擦因数,A和C与地面间的动摩擦因数,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取.求:力F的最大值.
第16页,共16页
第15页,共16页
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第四章 运动和力的关系 章节复习
(分层作业-达标卷)
姓名: 准考证号:
本试题卷分选择题和非选择题两部分,满分100分,考试时间90分钟。
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g取10m/s2。
选择题部分
一、选择题Ⅰ(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.质量为2 kg的物体,放在倾角为30°的斜面上恰能匀速下滑,若要使物体沿斜面匀速向上运动,需对物体施加沿斜面向上的力大小为(取g=10m/s2) ( )
A.20N B.40N C.10N D.5N
【答案】A
【详解】物体恰能匀速下滑时,根据平衡条件可得
若要使物体沿斜面匀速向上运动,根据平衡条件有
联立解得
故选A。
2.滑块能沿静止的传送带匀速滑下,如图,若在下滑时突然开动传送带向上转动,此时滑块的运动将( )
A.维持原来匀速下滑
B.减速下滑
C.向上运动
D.可能相对地面不动
【答案】A
【详解】滑块能沿静止的传送带匀速滑下,即
当传动带向上运动时,滑块在斜面方向上仍然受到与反方向的,两者大小仍然相等,故滑块仍然维持原来的匀速下滑.
故选A.
3.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,下列说法中正确的是( )
A.平衡摩擦力时,小桶应用细线通过定滑轮系在小车上,但小桶内不能装砂
B.实验中无需始终保持小车和砝码的质量远远大于砂和小桶的质量
C.实验中如用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量,描出相应的点在一条直线上时,即可证明加速度与质量成反比
D.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,因为运动过程中纸带也要受阻力
【答案】D
【详解】A.在验证牛顿第二定律实验中平衡摩擦力时,小车前不栓细线,不挂任何物体,故A错误;
B.用砂和小桶的重力代替拉力,为了减小实验误差,实验中应始终保持小车和砝码的质量之和远大于砂和小桶的质量,故B错误;
C.若实验中如用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量的倒数,描出的图像相应的点应在一条直线上,即可证明加速度与质量成反比,直接用a-m图像无法证明反比关系,故C错误;
D.在验证牛顿第二定律实验中平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,因为运动过程中纸带也要受到阻力,故D正确。
故选D。
4.东汉王充在《论衡·状留篇》中记述了球的运动:“圆物投之于地,东西南北,无之不可;策杖叩动,才微辄停”.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是
A.力是维持物体运动的原因
B.力是改变物体惯性大小的原因
C.力是改变物体位置的原因
D.力是改变物体运动状态的原因
【答案】D
【详解】这句话的意思是放置在地上运动的圆物,用棒拨动,才能使它停下来.说明力是改变物体运动状态的原因,A、B、C错误、D正确.
5.如图甲所示,在原来静止的升降机的水平底板上,有一物体与压缩的弹簧作用而静止,现升降机在竖直方向做如图乙所示的直线运动(以向上为正),物体可能被弹簧推动的时间段是( )
A.0~t1 B.t1~t2 C.t2~t4 D.t5~t6
【答案】C
【详解】AD.物体开始时处于静止状态,受到的静摩擦力一定等于弹簧的弹力,可知物块与底板之间的最大静摩擦力大于等于弹簧的弹力,若被拉动,则物块与底板之间的最大静摩擦力减小。由v-t图象可知,升降机0~t1时间内加速上升和t5~t6时间内做减速下降,物体具有向上的加速度,处于超重状态,增大了物块与底板间的最大静摩擦力,弹簧不会推木块向右方,故AD错误;
B.升降机在t1~t2时间内做匀速直线运动,物块不能被推动,故B错误;
C.由v-t图象可知:升降机在t2~t3时间内做减速上升和t3~t4时间内做加速下降,升降机有向下的加速度,处于失重状态,物块对底板的正压力减小,也就减小了最大静摩擦力,这时的最大静摩擦力小于电梯静止时的静摩擦力,而弹簧的弹力又未改变,在这种情况下A可能被推向右方,故C正确。
故选C。
6.质量为60kg的人,站在升降机内的台秤上,测得体重为70kg,则升降机的运动应是( )
A.匀速上升或匀速下降
B.自由落体
C.减速上升
D.加速上升
【答案】D
【详解】根据题意可知人处于超重状态,即人的加速度向上,所以升降机的运动为加速上升或减速下降,故D正确.
7.如图所示,圆柱形的仓库内有三块长度不同的滑板AO、BO、CO,其下端都固定于底部圆心O,而上端则搁在仓库侧壁上,三块滑板与水平面的夹角依次是30°、45°、60°,若有三个小孩同时从A、B、C处开始下滑(忽略阻力),则( )
A.A处小孩最先到O点 B.B处小孩最先到O点
C.C处小孩最先到O点 D.A、B处小孩同时到O点
【答案】B
【详解】根据牛顿第二定律,可得小孩在斜面上
解得小孩加速度
斜面的长度
则有
联立求得
则有
即
即小孩从B下滑先到O点,从AC下滑同时到O点。
故选B。
8.重物A放在倾斜的皮带传送机上,它和皮带一直相对静止没有打滑,如图所示,传送带工作时,关于重物受到摩擦力的大小,下列说法正确的是( )
A.重物静止时受到的摩擦力一定小于它斜向上运动时受到的摩擦力
B.重物斜向上加速运动时,加速度越大,摩擦力一定越大
C.重物斜向下加速运动时,加速度越大,摩擦力一定越大
D.重物斜向上匀速运动时,速度越大,摩擦力一定越大
【答案】B
【详解】AD.重物静止时,受到的摩擦力为
若重物斜向上运动时为匀速上升,受到的摩擦力为
可得两种情况下摩擦力相等且与速度大小无关,AD错误;
B.重物斜向上加速运动时,根据牛顿第二定律,摩擦力为
所以加速度越大,摩擦力越大,B正确;
C.重物沿斜面向下加速运动时,若此时摩擦力沿斜面向上,有
可得当时,加速度越大,摩擦力越小,C错误。
故选B。
9.如图所示,在水平面上固定一倾角θ=30°光滑斜面,斜面底端固定一挡板C,两个质量均为m的物块A、B用轻弹簧相连,静止在斜面上。现用一平行于斜面向上的拉力F拉物块A,在物块B恰好离开挡板C的瞬间撤去力F,重力加速度为g,则撤去力F的瞬间( )
A.物块A的加速度为零
B.物块A的加速度为,方向沿斜面向下
C.物块B的加速度为,方向沿斜面向上
D.物块B的加速度为零
【答案】D
【详解】撤去力F前,弹簧的弹力为
撤去力F的瞬间
解得, ,方向沿斜面向下
故选D。
10.如图所示,在加速上升的电梯中,小明站在一个台秤上.下列说法正确的是
A.人对秤的压力与秤对人的支持力是一对平衡力
B.秤对人的支持力与人的重力是一对平衡力
C.秤对人的支持力等于人对秤的压力
D.人处于失重状态
【答案】C
【详解】AC.人对秤的压力与秤对人的支持力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故A错误,C正确;
B.人处在加速上升的电梯中,加速度向上,秤对人的支持力与人的重力的合力向上,故B错误;
D.人处在加速上升的电梯中,加速度向上,人处于超重状态,故D错误.
故选C.
二、选择题Ⅱ(本题共3小题,每小题4分,共12分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.有一种大型娱乐器械可以让人体验超重和失重,其环形座舱套在竖直柱子上(如图所示),由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由下落。落到一定位置时,制动系统启动,座舱做减速运动,到地面时刚好停下。下列说法正确的是( )
A.座舱自由下落的过程中人处于超重状态
B.座舱自由下落的过程中人处于失重状态
C.座舱减速下落的过程中人处于超重状态
D.座舱下落的整个过程中人处于失重状态
【答案】BC
【详解】AB.在自由下落的过程中人只受重力作用,做自由落体运动,处于失重状态,故选项A错误,选项B正确;
CD.在减速运动的过程中人受重力和座位对人向上的支持力,做减速运动,所以加速度向上,则座位对人向上的支持力大于人受到的重力,人处于超重状态,故选项C正确,选项D错误。
故选BC。
12.如图所示,水平传送带A、B两端相距x=3.5 m,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,物体滑上传送带A端的瞬时速度vA=4 m/s,到达B端的瞬时速度设为vB.下列说法中正确的是( )
A.若传送带不动,vB=3 m/s
B.若传送带逆时针匀速转动,vB一定等于3 m/s
C.若传送带顺时针匀速转动,vB一定大于3 m/s
D.若传送带顺时针匀速转动,vB有可能等于3 m/s
【答案】ABD
【详解】A.若传送带不动,物体做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律得,匀减速直线运动的加速度大小,根据,解得,A正确;
B.传送带逆时针转动时,不影响物体的受力,由A分析知,一定等于3m/s,B正确;
CD.若传送带顺时针匀速运动,若传送带的速度小于3m/s,在物体到达B时,传送带给物体恒定的水平向左的滑动摩擦力,物体在摩擦力作用下全程做匀减速运动到达B点的速度等于3m/s,C错误D正确。
故选ABD。
13.如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的边长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法中正确的是( )
A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力
B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下
C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上
D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A没有压力
【答案】BD
【详解】AD.若不计空气阻力,上升过程中或下落过程中,A、B处于完全失重,A、B之间没有作用力;故A错误,D正确;
BC.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下,下落过程中,B对A的压力向下。故B正确,C错误。
故选BD。
非选择题部分
三、实验题(共2小题,共14分)
14.某同学用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
(1)实验中,平衡阻力的正确做法是 。
A.挂上砂桶,不连纸带,调整轨道倾角,使小车能自由滑下
B.挂上砂桶,调整轨道倾角,使小车能拖着纸带匀速下滑
C.不挂砂桶,不连纸带,调整轨道倾角,使小车能自由滑下
D.不挂砂桶,但连接纸带,调整轨道倾角,使小车能拖着纸带匀速下滑
(2)在正确操作后,打出一条点迹清晰的纸带如图乙所示,0、1、2、3、4为五个相邻的计数点,相邻计数点间的距离05cm88cm。若相邻两个计数点间还有四个计时点未画出,打点计时器的工作频率为50Hz,则打下计数点1时小车的速度大小_______m/s,小车的加速度大小a=_____。(结果均保留三位有效数字)
(3)本实验的目的是探究小车的加速度a与合力F、质量M三者的关系。下列说法正确的是 。
A.本实验采用了控制变量法
B.每次改变小车的质量时,需要重新平衡阻力
C.本实验要求砂桶(含砂)的质量远小于小车的质量
D.在处理数据时,为了直观判断a与M的关系,应作出图像
【答案】(1)D
(2) 1.26 0.918
(3)ACD
【详解】(1)平衡摩擦力方法:不挂重物,连接上纸带,调整轨道倾角,使小车能拖着纸带匀速下滑。
故选D。
(2)[1],其中相邻计数点的时间
[2]由逐差法
(3)A.本实验采用了控制变量法,故A正确;
B.平衡摩擦时应满足,小车质量可以约去(即与小车质量无关),则每次改变小车的质量时,不需要重新平衡阻力,平衡一次就行,故B错误;
C.本实验要求砂桶(含砂)的质量远小于小车的质量,只有满足这个条件才能使绳上的拉力近似等于砂桶的重力,故C正确;
D.在处理数据时,为了直观判断a与M的关系,应作出图像,此图像为过原点的直线,故D正确。
故选ACD。
15.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。
(1)如上右图所示为实验室常用的装置,该装置用的电源是___________
A.交流220V B.直流220V
C.交流8V D.直流8V
(2)关于此实验,下列说法正确的是___________
A.槽码牵引小车运动时,一定要让细线与水平桌面保持平行
B.槽码的质量要比小车的质量小很多
C.补偿阻力时小车的牵引细线上需要挂上槽码
D.在探究小车加速度a与质量m的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a-m图象
(3)如图是某次实验得到的纸带,两计数点间还有四个点未画出,部分实验数据如图所示,小车加速度大小a=___________m/s2。(答案保留2位有效数字)
【答案】 A B 0.61~0.63
【详解】(1)[1]如上右图所示为实验室常用的电火花打点计时器,该装置用的电源是交流220V,故选A;
(2)[2]A.槽码牵引小车运动时,一定要让细线与木板保持平行,选项A错误;
B.槽码的质量要比小车的质量小很多,这样才能认为槽码的重力近似等于小车的牵引力,选项B正确;
C.补偿阻力时小车的牵引细线上不要挂槽码,只让小车拖着纸带在木板上匀速运动,选项C错误;
D.在探究小车加速度a与质量m的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出 图象,选项D错误;
故选B。
(3)[3]结合逐差法可知小车加速度大小
四、计算题(本大题共4小题,共44分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
16.如图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角,小球和车厢相对静止,小球的质量为(取)。求:
(1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况。
(2)悬线对小球的拉力大小。
【答案】(1)车厢运动的加速度为,方向向右,车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动
(2)
【详解】(1)由于车厢沿水平方向运动,所以小球有水平方向的加速度,所受合力F沿水平方向,选小球为研究对象,受力分析如图所示
由几何关系可得
小球的加速度
方向向右,则车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动。
(2)以水平向右为x轴正方向建立坐标系,并将悬线对小球的拉力正交分解,如图所示
则沿水平方向有
竖直方向有
联立解得
,
且加速度方向向右,故车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动。
17.如图所示,质量为的长方体铁箱在与水平方向成的拉力的作用下由静止开始沿水平面向右做匀加速直线运动,铁箱与水平面间的动摩擦因数为。铁箱内有一个质量为的木块沿竖直的左壁以的加速度下滑,木块与铁箱内壁之间的动摩擦因数为。已知木块与铁箱左壁之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取。求:
(1)木块对铁箱左壁的弹力大小;
(2)铁箱在内发生的位移大小(木块未滑落到底);
(3)拉力的大小。
【答案】(1)10N
(2)20m
(3)
【详解】(1)对木块受力分析并结合牛顿第二定律,有
其中
解得
根据牛顿第三定律木块对铁箱左壁的弹力大小;
(2)对木块受力分析结合牛顿第二定律,有
铁箱与木块在水平方向上相对静止,所以铁箱在水平方向的加速度与木块相同,所以铁箱在内发生的位移
,
解得
(3)对铁箱受力分析如图所示
对铁箱受力分析并结合牛顿第二定律,有
且有
解得
18.在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动。如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若某人和滑板的总质量m=60.0kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.50,斜坡AB的长度l=36m。斜坡的倾角θ=(sin=0.6,cos=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10m/s2。
(1)人从斜坡顶端滑到底端的时间为多少?
(2)人滑到水平面上后还能滑行多远?
【答案】(1)6 s (2)14.4 m
【详解】(1)人在斜坡上下滑时,受力如图所示。
设人沿斜坡下滑的加速度为a,由牛顿第二运动定律得:
mgsinθ-f=ma
又f=μN垂直于斜坡方向有:
N-mgcosθ=0
解得
a=2m/s2
由l=at2,解得
t=6s
(2)设人滑到水平面时的速度为v,则有v=at解得
v=12m/s
在水平面上滑行时,设加速度大小为a′,根据牛顿第二运动定律,有
μmg=ma′
解得
a′=5m/s2
设还能滑行的距离为s,则v2=2a′s,解得
s=14.4m
19.如图所示,水平地面有三个质量均为m=1kg的小物块A、B、C,A、B间用一根轻绳水平相连.一水平恒力F作用于A,使三物块以相同加速度运动一段时间后撤去F.已知B与C之间的动摩擦因数,A和C与地面间的动摩擦因数,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取.求:力F的最大值.
【答案】9N
【详解】B、C刚要滑动时,由牛顿第二定律得:
对C:
μ1mg-μ2(m+m)g=ma
解得:
a=1m/s2
对ABC系统:
F-μ2(m+m+m)g=3ma
解得
F=9N;
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