内容正文:
高二物理试题
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. 钓鱼岛自古就是我国的领土,它到温州的直线距离为 若某天我国海监船为维护我国对钓鱼岛的主权,早上点分从温州出发去钓鱼岛巡航,航行了,历时时分到达钓鱼岛。下列说法中正确的是( )
A. 点分是指时间间隔
B. 时分是指时刻
C. 该海监船位移大小为,路程为
D. 因为海监船比较大,所以任何情况下不可以将它看成质点
【答案】C
【解析】
【详解】A.点分出发,是指时刻,而不是时间间隔,A错误;
B. 时分是运动所经历的时间,是时间间隔,而不是指时刻,B错误;
C.位移是从初位置指向末位置的有向线段,大小为,路程是实际运动的轨迹的长度,为,C正确;
D.在研究海监船运动的时间时,其大小可以忽略,可以将它看成质点,D错误。
故选C。
2. 如图所示,要将卡在球筒中的羽毛球取出,可以有多种方案,方案一:一手拿着球筒的中部,另一手用力击打羽毛球筒的上端;方案二:手持球筒,使球与球筒一起下落敲击水平面,假设球筒与水平面碰后速度立即变为0,下列说法正确的是( )
A. 方案一利用羽毛球的惯性,使其从球筒上端出来
B. 方案一利用球筒的惯性,使羽毛球从下端出来
C. 方案二利用羽毛球受到的重力,使其从下端出来
D. 方案二中球筒敲击水平面后速度变为0,其惯性随之消失
【答案】A
【解析】
【详解】AB.方案一中用力击打羽毛球筒的上端,球筒向下运动,利用羽毛球的惯性,使其从球筒上端出来,故A正确,B错误;
C.方案二中球与球筒一起下落敲击水平面,球筒与水平面碰后速度立即变为0,利用羽毛球的惯性,使其从下端出来,故C错误;
D.惯性是物体本身的属性,与速度无关,故D错误。
故选A。
3. 内壁光滑的牛顿管抽成真空,现让牛顿管竖直倒立,同时水平向右匀速移动,则管中羽毛的运动轨迹可能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】内壁光滑的牛顿管抽成真空,现让牛顿管竖直倒立,则管中羽毛只受到重力作用,做自由落体运动;那么水平方向上做匀速直线运动,竖直方向下做匀加速直线运动,加速度方向向下,因为合加速度的方向竖直向下,与合速度不在同一条直线上,合运动的轨迹为曲线.因为加速度的方向(即合力的方向)大致指向轨迹凹的一向,所以选C.
4. 如图所示,冰雪运动训练场水平直道上交替铺设长度的制动区和长度的光滑区。滑雪运动员从第一个制动区的左端以的初速度开始向右滑行。制动区与雪板间动摩擦因数为0.5,重力加速度g取,运动员在第几个减速区停下( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
【答案】B
【解析】
【详解】运动员在制动区受到滑动摩擦力作用做匀减速运动,根据牛顿第二定律,加速度大小
设运动员在制动区滑行的总路程为时速度减为零,根据运动学公式
解得
因为每个制动区长度,且,说明运动员滑过前两个制动区后,还需要在第三个制动区滑行才能停下,光滑区不改变速度大小。
故选B。
5. 某燃气灶支架如图所示,其圆圈底座上等间距地分布A、B、C、D四个完全相同的支撑爪,支撑爪斜面与水平面的夹角均为θ,支撑爪与铁锅接触面间不计摩擦。将支架水平放置,质量为m的半球形铁锅水平正放在支架上,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 支撑爪A、C对铁锅作用力的合力大小为mg
B. 铁锅所受四个支撑爪的作用力是由于铁锅的形变产生的
C. 若不计任何摩擦,仅增大支撑爪斜面与水平面的夹角θ,单个支撑爪对铁锅的支持力增大
D. 若不计任何摩擦,仅增大支撑爪斜面与水平面的夹角θ,支架整体对该铁锅的作用力增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.铁锅静止时四个支撑力的合力大小为,由对称性,支撑爪、两力的合力为其一半,即,故A错误;
B.支撑爪对铁锅的支持力属于弹力,是支撑爪发生形变后产生的,不能归因于铁锅的形变,故B错误;
C.铁锅静止且四个支撑爪完全相同,由对称性各支撑力大小相等,设为。支撑力的竖直分量满足
所以
增大时减小,单个支撑力增大,故C正确;
D.无论支撑面倾角如何,铁锅仍处于平衡状态,支架整体对铁锅的合力始终大小为,并不增大,故D错误。
故选C。
6. 如图所示是快递包裹运送和缓冲装置,水平传送带以恒定速度v顺时针转动,传送带右端上方的挡板上固定着一轻弹簧起缓冲作用。将快递轻放在传送带左端,快递在接触弹簧前速度已达到v,之后与弹簧接触继续向右运动。规定水平向右为正方向,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下面是描述快递从开始释放到第一次到达最右端过程中的v-t图像和a-x图像,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】AB.快递在接触弹簧前速度已达到v,说明它在接触弹簧前先加速再匀速,匀速阶段不受摩擦力。接触弹簧后,在开始一段时间内快递相对于传送带静止,即其受弹簧弹力和静摩擦力平衡,继续做匀速运动,运动到弹力与最大摩擦力相等时,由于惯性继续压缩弹簧,弹力越来越大,快递接下来做加速度增大的减速运动直到速度为零。故A错误;B正确;
CD.快递在接触弹簧前加速阶段,有
解得
方向向右。匀速运动阶段,有
接触弹簧后,运动到弹力大于最大静摩擦力前,仍做匀速运动,加速度仍然为零,弹力大于最大静摩擦力后,有
解得
方向向左。故CD错误。
故选B。
7. 图甲为机场行李物品传送装置实物图,图乙为该装置直线段部分简化图,由传送带及固定挡板组成,固定挡板与传送带上表面垂直,传送带上表面与水平台面的夹角。工作人员将长方体货物(可视为质点)从图乙传送带的左端由静止释放,货物匀加速运动一段距离后被取走,货物在传送带上运动时的剖面图如图丙所示。已知货物与传送带间的动摩擦因数为0.2,其侧面与挡板C间的动摩擦因数为0.1,重力加速度,,,不计空气阻力。则货物匀加速运动的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设,,货物对传送带的压力
对挡板的压力
传送带对货物的摩擦力为
方向与运动方向相同;
挡板对货物的摩擦力为
与运动方向相反;
对货物,根据牛顿第二定律可得
解得
故选D。
8. 如图所示,ab两小物块叠放,外力作用于b,使ab相对静止在竖直平面内沿顺时针做匀速圆周运动,从跟圆心等高位置到最高点过程中,a受到的支持力大小FN,摩擦力大小Ff,下列说法正确的是( )
A. FN一直增大 B. FN一直减小 C. Ff一直增大 D. Ff一直减小
【答案】BD
【解析】
【详解】使ab相对静止在竖直平面内沿顺时针做匀速圆周运动,则a的加速度大小保持不变,方向始终指向圆心,设a与圆心连线与水平方向的夹角为,a的加速度大小为,以a为对象,竖直方向根据牛顿第二定律可得
水平方向根据牛顿第二定律可得
从跟圆心等高位置到最高点过程中,从逐渐增大到,则、都一直减小。
故选BD。
9. 一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,弹簧床面与运动员间的弹力随时间变化的规律通过传感器用计算机绘制出来,如图所示。取当地的重力加速度。结合图像,以下说法正确的是( )
A. 该运动员由最低点向上运动到离开蹦床的过程中先处于超重状态后处于失重状态
B. 该运动员最大加速度为
C. 该运动员离开蹦床时的速度为
D. 该运动员离开蹦床后上升的最大高度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.该运动员由最低点向上运动到离开蹦床的过程中,加速度先向上,后向下,则运动员先处于超重状态后处于失重状态,故A正确;
B.由题中图象可知运动员运动前
mg=F0=500N
解得
m=50kg
陷落最深时由图可知Fm=2500 N,此时根据牛顿运动定律有
可得最大加速度
故B错误;
CD.运动员运动稳定后每次腾空时间为
=8.7s-6.7s=2 s
故最大高度为
m
该运动员离开蹦床时的速度为
故C错误,D正确;
故选AD。
10. 如图所示,带有固定挡板P和定滑轮的木板一端垫高后与水平面夹角为θ=30°,质量为2m的物块A与挡板P之间有一轻质弹簧,细绳跨过定滑轮,一端连接着质量为m的物块B,另一端连接着物块C(细绳在滑轮左侧部分与木板平行)。开始时用外力托着C,细绳伸直但无张力,A、B处于静止状态。现撤去外力,将C由静止释放后,发现C速度最大时,A、B恰好分离。已知木板足够长,所有摩擦不计,弹簧劲度系数为k,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 撤去外力瞬间弹簧弹力不变
B. 物块C的质量为
C. 细绳张力最大值为mg
D. 撤去外力瞬间,A的加速度为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.撤去外力前,细绳无张力,物块、组成的整体沿斜面方向受力平衡,设弹簧弹力为,则
撤去外力瞬间,弹簧形变量来不及改变,弹力仍为,故A正确;
B.设物块的质量为。物块速度最大时有,物块、恰好分离时二者间的弹力,对物块沿斜面方向由牛顿第二定律得
对物块由牛顿第二定律得
联立解得,故B正确;
C.由速度最大与恰好分离的临界条件,有、对物块、列式得
故,分离前,物块、、组成的系统沿运动方向由牛顿第二定律得
弹簧弹力由减小到,代入,整理得
故分离前
分离后,物块所受沿斜面向下的重力分力与物块的重力均为,系统做匀速直线运动,绳的张力为,故绳的最大张力为,故C正确;
D.由速度最大且恰好分离时、,可得物块的质量,撤去外力瞬间,弹簧弹力
对物块、、组成的系统由牛顿第二定律得
解得,故D错误。
故选ABC。
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11. 用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系,请回答下列问题:
(1)关于此实验,以下说法正确的是 。
A. 拉小车的细线应与木板平行
B. 补偿阻力时细线应系在小车上
C. 补偿阻力时小车上要挂上纸带,打点计时器应工作
D. 本实验不需满足槽码总质量远小于小车的质量
(2)细绳下端不挂槽码,将长木板右端用垫块垫起,与桌面成角,以平衡摩擦力。当打点计时器打出的纸带点迹越来越密集,说明θ角__________(选填“偏小”或“偏大”);
(3)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个计时点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为____________m/s2(结果保留两位有效数字);
(4)实验中,保持小车的质量M一定,改变槽码的质量m,测出对应的小车加速度a,认为细绳对小车的拉力F等于槽码的重力,根据实验数据作出的a-F图像如图丙中的曲线1所示。一位同学利用加速度较小的几组数据拟合了直线2(如图丙所示),作一条与纵轴平行的虚线,与这两条图线及横轴的交点分别为B、C、A,若小车的质量M已测出,求此时悬挂槽码的质量为________________(用M、AB、AC表示)。
【答案】(1)AC (2)偏小
(3)0.81 (4)
【解析】
【小问1详解】
A.实验中应使细绳与木板平行,使细绳拉力沿木板方向,故A正确;
BC.平衡摩擦力时,应撤去细绳对小车的牵引,使小车拖着纸带并让打点计时器工作,从纸带点迹是否均匀判断摩擦力是否平衡,故B错误,C正确;
D.将槽码的重力近似作为细绳对小车的拉力时,应满足槽码总质量远小于小车质量,故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
当小车沿木板向下运动时,点迹越来越密集,说明小车做减速运动,沿木板向下的重力分力小于阻力,因此木板倾角偏小。
【小问3详解】
相邻两计数点之间有四个计时点,故相邻计数点的时间间隔为
用逐差法计算加速度,有
代入数据得
【小问4详解】
取图中横坐标对应的槽码质量为,则横坐标
直线2忽略槽码惯性,认为小车所受拉力等于槽码重力,故
曲线1考虑槽码与小车具有相同加速度,由牛顿第二定律得
联立得
解得
12. 为测量长春某一中学所在地自由落体运动的加速度,一同学将一纯铜材料制作梯阶等间距的梯子模型通过细线悬挂在铁架台上,如图甲、乙所示,在梯子下端梯阶(第一个梯阶)中心P点正下方固定一个光电门。实验步骤如下:
①测出梯阶(遮光条)的宽度d;用刻度尺量出相邻两个梯阶中心Q点到P点距离h;
②让梯子由静止开始自由下落,每个梯阶依次通过光电门时的遮光时间分别用t1、t2、t3tn,表示。回答下列问题:
(1)若某个梯阶通过光电门时的遮光时间为t,则此梯阶通过光电门时的速度v=__________(用题中所给的字母表示);
(2)实验中___________(填“需要”或“不需要”)考虑梯子下落所受的空气阻力;
(3)根据实验记录的多组数据tn,作出图像如图丙所示,则第一个梯阶通过光电门的速度v1=___________,重力加速度大小g=____________。(用a、b、c、d和h表示)
【答案】(1)
(2)不需要 (3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
此梯阶通过光电门时的速度
【小问2详解】
本实验是通过测量梯阶通过光电门的时间等数据来计算加速度,梯阶通过光电门时间极短,空气阻力影响极小,所以不需要考虑梯子下落所受的空气阻力。
【小问3详解】
[1][2]设第一梯阶中心到光电门距离为,则有
因为
整理得
结合图像可知斜率为
解得
图像纵截距为
解得
则第一个梯阶通过光电门的速度
联立解得
13. 用三根轻质细线a、b、c将重力为的小球1和重力为G的小球2连接并悬挂,如图所示,两小球处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为,细线c水平。
(1)求细线a、c分别对小球1和2的拉力大小;
(2)求细线b对小球2的拉力。
【答案】(1),;(2)方向,与水平方向夹角
【解析】
【详解】(1)对1、2小球整体进行受力分析得
(2)设细线b与水平方向的夹角为,对c球受力分析得
解得
则
方向:与水平方向夹角。
14. 风洞是人工产生和控制气流的实验设备,利用风洞可研究抛体运动。在某次实验中,如图所示,一条足够长的虚线与水平方向成角,将一质量为m的小球以速率从虚线上的O点沿与虚线成的方向斜向右上方抛出。小球受到的风力是重力的倍,方向水平向右(不考虑小球与空气的相对运动对风力大小方向的影响),重力加速度大小为g。小球从抛出到落回虚线的过程,求:
(1)小球运动中受到的合力的大小与方向;
(2)小球落回虚线时的落点与O点之间的距离。
【答案】(1),方向斜向右下,与竖直方向夹角为30°
(2)
【解析】
【小问1详解】
对小球受力分析,如图所示
由受力图可知,合力大小
其中
解得
与竖直方向夹角有
故合力方向斜向右下,与竖直方向夹角为。
【小问2详解】
对小球受力分析,建立如图所示的直角坐标系
故合力沿着轴负方向,轴方向有,
轴方向有,
则小球落回到轴的时间
在方向为匀速直线运动,距离为
15. 莫同学根据游乐场里的旋转圆盘制作一个等效模型。如图所示,水平支架固定于可转动的竖直支架上,将物块B套在水平支架上并处于支架边缘,小物块B的质量,小物块B与水平支架间的动摩擦因数,B距竖直支架的距离为。水平支架与竖直支架连接处有小孔,用一根长的细线穿过小孔将质量为的小球A和小物块B连接,小物块B与水平支架保持相对静止。现控制物体B不动,让小球A在水平面内做角速度的匀速圆周运动,重力加速度g取,忽略空气阻力,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A、B距离地面足够高,,。
(1)求细线与竖直方向的夹角;
(2)小球A运动不变,水平支架转动起来,要使小物块B与水平支架保持相对静止,求小物块所受摩擦力f与水平支架角速度平方之间的函数关系式以及水平支架角速度的取值范围;
(3)在水平支架角速度为(2)问中的最大值的情况下,当小球A和小物块B转动至两者速度方向相反时,由于某种原因细线突然断裂,求经过多长时间小球A和小物块B的速度相互垂直。
【答案】(1)
(2)(或),
(3)
【解析】
【小问1详解】
对小球A受力分析如图所示
由牛顿第二定律有
可得
由几何关系知
解得
即
【小问2详解】
当物块受到的最大静摩擦力指向圆心时,水平支架最大,则
解得
当物块受到的最大静摩擦力背离圆心时,水平支架最小,则
解得
故水平支架角速度的取值范围
设沿半径指向圆心为正方向,则
若设沿半径背离圆心为正方向,则
【小问3详解】
线断后、均做平抛运动,设经时间t,和速度垂直,由平抛运动规律知此时、竖直方向速度均为
水平方向,
作图,由几何关系得
即
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高二物理试题
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. 钓鱼岛自古就是我国的领土,它到温州的直线距离为 若某天我国海监船为维护我国对钓鱼岛的主权,早上点分从温州出发去钓鱼岛巡航,航行了,历时时分到达钓鱼岛。下列说法中正确的是( )
A. 点分是指时间间隔
B. 时分是指时刻
C. 该海监船位移大小为,路程为
D. 因为海监船比较大,所以任何情况下不可以将它看成质点
2. 如图所示,要将卡在球筒中的羽毛球取出,可以有多种方案,方案一:一手拿着球筒的中部,另一手用力击打羽毛球筒的上端;方案二:手持球筒,使球与球筒一起下落敲击水平面,假设球筒与水平面碰后速度立即变为0,下列说法正确的是( )
A. 方案一利用羽毛球的惯性,使其从球筒上端出来
B. 方案一利用球筒的惯性,使羽毛球从下端出来
C. 方案二利用羽毛球受到的重力,使其从下端出来
D. 方案二中球筒敲击水平面后速度变为0,其惯性随之消失
3. 内壁光滑的牛顿管抽成真空,现让牛顿管竖直倒立,同时水平向右匀速移动,则管中羽毛的运动轨迹可能是( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,冰雪运动训练场水平直道上交替铺设长度的制动区和长度的光滑区。滑雪运动员从第一个制动区的左端以的初速度开始向右滑行。制动区与雪板间动摩擦因数为0.5,重力加速度g取,运动员在第几个减速区停下( )
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
5. 某燃气灶支架如图所示,其圆圈底座上等间距地分布A、B、C、D四个完全相同的支撑爪,支撑爪斜面与水平面的夹角均为θ,支撑爪与铁锅接触面间不计摩擦。将支架水平放置,质量为m的半球形铁锅水平正放在支架上,重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A. 支撑爪A、C对铁锅作用力的合力大小为mg
B. 铁锅所受四个支撑爪的作用力是由于铁锅的形变产生的
C. 若不计任何摩擦,仅增大支撑爪斜面与水平面的夹角θ,单个支撑爪对铁锅的支持力增大
D. 若不计任何摩擦,仅增大支撑爪斜面与水平面的夹角θ,支架整体对该铁锅的作用力增大
6. 如图所示是快递包裹运送和缓冲装置,水平传送带以恒定速度v顺时针转动,传送带右端上方的挡板上固定着一轻弹簧起缓冲作用。将快递轻放在传送带左端,快递在接触弹簧前速度已达到v,之后与弹簧接触继续向右运动。规定水平向右为正方向,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下面是描述快递从开始释放到第一次到达最右端过程中的v-t图像和a-x图像,其中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 图甲为机场行李物品传送装置实物图,图乙为该装置直线段部分简化图,由传送带及固定挡板组成,固定挡板与传送带上表面垂直,传送带上表面与水平台面的夹角。工作人员将长方体货物(可视为质点)从图乙传送带的左端由静止释放,货物匀加速运动一段距离后被取走,货物在传送带上运动时的剖面图如图丙所示。已知货物与传送带间的动摩擦因数为0.2,其侧面与挡板C间的动摩擦因数为0.1,重力加速度,,,不计空气阻力。则货物匀加速运动的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
8. 如图所示,ab两小物块叠放,外力作用于b,使ab相对静止在竖直平面内沿顺时针做匀速圆周运动,从跟圆心等高位置到最高点过程中,a受到的支持力大小FN,摩擦力大小Ff,下列说法正确的是( )
A. FN一直增大 B. FN一直减小 C. Ff一直增大 D. Ff一直减小
9. 一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,弹簧床面与运动员间的弹力随时间变化的规律通过传感器用计算机绘制出来,如图所示。取当地的重力加速度。结合图像,以下说法正确的是( )
A. 该运动员由最低点向上运动到离开蹦床的过程中先处于超重状态后处于失重状态
B. 该运动员最大加速度为
C. 该运动员离开蹦床时的速度为
D. 该运动员离开蹦床后上升的最大高度为
10. 如图所示,带有固定挡板P和定滑轮的木板一端垫高后与水平面夹角为θ=30°,质量为2m的物块A与挡板P之间有一轻质弹簧,细绳跨过定滑轮,一端连接着质量为m的物块B,另一端连接着物块C(细绳在滑轮左侧部分与木板平行)。开始时用外力托着C,细绳伸直但无张力,A、B处于静止状态。现撤去外力,将C由静止释放后,发现C速度最大时,A、B恰好分离。已知木板足够长,所有摩擦不计,弹簧劲度系数为k,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 撤去外力瞬间弹簧弹力不变
B. 物块C的质量为
C. 细绳张力最大值为mg
D. 撤去外力瞬间,A的加速度为
二、非选择题:本题共5小题,共54分
11. 用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系,请回答下列问题:
(1)关于此实验,以下说法正确的是 。
A. 拉小车的细线应与木板平行
B. 补偿阻力时细线应系在小车上
C. 补偿阻力时小车上要挂上纸带,打点计时器应工作
D. 本实验不需满足槽码总质量远小于小车的质量
(2)细绳下端不挂槽码,将长木板右端用垫块垫起,与桌面成角,以平衡摩擦力。当打点计时器打出的纸带点迹越来越密集,说明θ角__________(选填“偏小”或“偏大”);
(3)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个计时点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为____________m/s2(结果保留两位有效数字);
(4)实验中,保持小车的质量M一定,改变槽码的质量m,测出对应的小车加速度a,认为细绳对小车的拉力F等于槽码的重力,根据实验数据作出的a-F图像如图丙中的曲线1所示。一位同学利用加速度较小的几组数据拟合了直线2(如图丙所示),作一条与纵轴平行的虚线,与这两条图线及横轴的交点分别为B、C、A,若小车的质量M已测出,求此时悬挂槽码的质量为________________(用M、AB、AC表示)。
12. 为测量长春某一中学所在地自由落体运动的加速度,一同学将一纯铜材料制作梯阶等间距的梯子模型通过细线悬挂在铁架台上,如图甲、乙所示,在梯子下端梯阶(第一个梯阶)中心P点正下方固定一个光电门。实验步骤如下:
①测出梯阶(遮光条)的宽度d;用刻度尺量出相邻两个梯阶中心Q点到P点距离h;
②让梯子由静止开始自由下落,每个梯阶依次通过光电门时的遮光时间分别用t1、t2、t3tn,表示。回答下列问题:
(1)若某个梯阶通过光电门时的遮光时间为t,则此梯阶通过光电门时的速度v=__________(用题中所给的字母表示);
(2)实验中___________(填“需要”或“不需要”)考虑梯子下落所受的空气阻力;
(3)根据实验记录的多组数据tn,作出图像如图丙所示,则第一个梯阶通过光电门的速度v1=___________,重力加速度大小g=____________。(用a、b、c、d和h表示)
13. 用三根轻质细线a、b、c将重力为的小球1和重力为G的小球2连接并悬挂,如图所示,两小球处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为,细线c水平。
(1)求细线a、c分别对小球1和2的拉力大小;
(2)求细线b对小球2的拉力。
14. 风洞是人工产生和控制气流的实验设备,利用风洞可研究抛体运动。在某次实验中,如图所示,一条足够长的虚线与水平方向成角,将一质量为m的小球以速率从虚线上的O点沿与虚线成的方向斜向右上方抛出。小球受到的风力是重力的倍,方向水平向右(不考虑小球与空气的相对运动对风力大小方向的影响),重力加速度大小为g。小球从抛出到落回虚线的过程,求:
(1)小球运动中受到的合力的大小与方向;
(2)小球落回虚线时的落点与O点之间的距离。
15. 莫同学根据游乐场里的旋转圆盘制作一个等效模型。如图所示,水平支架固定于可转动的竖直支架上,将物块B套在水平支架上并处于支架边缘,小物块B的质量,小物块B与水平支架间的动摩擦因数,B距竖直支架的距离为。水平支架与竖直支架连接处有小孔,用一根长的细线穿过小孔将质量为的小球A和小物块B连接,小物块B与水平支架保持相对静止。现控制物体B不动,让小球A在水平面内做角速度的匀速圆周运动,重力加速度g取,忽略空气阻力,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A、B距离地面足够高,,。
(1)求细线与竖直方向的夹角;
(2)小球A运动不变,水平支架转动起来,要使小物块B与水平支架保持相对静止,求小物块所受摩擦力f与水平支架角速度平方之间的函数关系式以及水平支架角速度的取值范围;
(3)在水平支架角速度为(2)问中的最大值的情况下,当小球A和小物块B转动至两者速度方向相反时,由于某种原因细线突然断裂,求经过多长时间小球A和小物块B的速度相互垂直。
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