内容正文:
科左中旗民族职专·实验高中2024—2025学年度上学期
高三物理学科月考考试试题
卷面分值:100分 考试时间:90分钟
一、选择题(1-7题为单选题,每题4分;8-10题为多选题,全选对得6分,选对但不全得3分,选错不得分;共46分)
1. 跳伞运动员在空中打开降落伞一段时间后,保持匀速下降.已知运动员的重量为G1,圆顶形伞面的重量为G2,在伞面边缘有24条均匀分布的相同轻细拉线与运动员相连,每根拉线和竖直方向都成30°角.设运动员所受空气阻力不计,则每根拉线上的张力大小为( )
A. B. C. D.
2. 如图所示,水平固定倾角为30°的光滑斜面上有两个小球A和B,质量分别为m和2m。它们用细线连接,现对B施加一水平向左的推力F,使A、B均静止在斜面上,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 细线对小球B的作用力大小为 B. 推力F大小为
C. 斜面对整体的作用力大小为 D. 斜面对A的作用力大小为
3. A、B两物体叠放后置于竖直的弹簧与竖直墙面之间,A、B与墙面均粗糙,系统处于平衡状态。现对A施加一个水平向右的推力F,A、B仍静止,下列说法正确的是( )
A. A物体一定受4个力的作用
B. 弹簧弹力一定小于A、B的总重力
C. 弹簧长度一定保持不变
D. 随着F增大,B与墙面间的静摩擦力可能也增大
4. 如图所示,物体A、B在力作用下一起以相同加速度沿方向匀加速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与相同
B. 甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与相反
C. 甲、乙两图中物体A均不受摩擦力
D. 甲图中物体A不受摩擦力,乙图中物体A受摩擦力,方向和方向相同
5. 如图a所示,轻绳跨过固定在水平杆右端的光滑定滑轮(重力不计)栓接一质量为M的物体,;如图b所示,轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端通过细绳拉住,,另一轻绳悬挂在轻杆的G端,也拉住一质量为M的物体,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 图a中杆对滑轮的作用力大小为
B. 图b中HG杆弹力大小为
C. 轻绳段张力与轻绳段张力大小之比为
D. 轻绳段张力与轻绳段张力大小之比为
6. 如图所示,一根竖直的弹簧悬下端链接一个质量为m的光滑小球处于斜面和挡板之间,小球和斜面挡板均接触,下列说法正确的是( )
A. 若小球和斜面之间有弹力,则小球和挡板之间一定没有弹力
B. 若小球与斜面之间有弹力,则小球和挡板之间不一定有弹力
C. 若小球与挡板之间有弹力,则小球与弹簧之间一定有弹力
D. 若小球与挡板之间有弹力,则小球与弹簧之间不一定有弹力
7. 如图,弹簧测力计下端挂有一质量为的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为,挡板与斜面夹角为.若弹簧测力计位于竖直方向,读数为取,挡板对球体支持力的大小为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为,它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在上,当物体平衡时上方的弹簧处于原长。再把固定的物体换为大小相同、质量为的物体,再次平衡后,弹簧的总长度不变,且弹簧均在弹性限度内,下列说法正确的是( )
A. 第一次平衡时,下方弹簧被压缩的长度为
B. 若用劲度系数为的轻质橡皮筋代替上方弹簧,质量为m的物体平衡时下方弹簧被压缩的长度为
C. 第二次平衡时,上方弹簧伸长的长度为
D. 第二次平衡时物体的位置比第一次平衡时下降的高度为
9. 如图所示,水平桌面上平放有15张卡片,每一张卡片的质量均为m,用手指以竖直向下的力F()压第1张卡片,并以一定速度向右移动手指,确保第1张卡片与第2张卡片之间有相对滑动,其他卡片保持相对静止,当最上面那张卡片划走之后,继续以相同的力F划动下一张卡片,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,手指与卡片之间的动摩擦因数为,卡片之间的动摩擦因数为,卡片与桌面之间的动摩擦因数为,下列说法正确的是( )
A.
B. 划第1张卡片时,第2张卡片受到第3张卡片的摩擦力方向向左
C. 划第1张卡片时,第10张卡片与第11张卡片之间的摩擦力大小为
D. 划第1张卡片时,最后一张卡片受到桌面的摩擦力大小为0
10. 如图所示,物体置于水平传送带上,物体两边安装了固定光滑的水平杆A、B限制物体只能在其间运动。已知物体质量为,物体与传送带间的动摩擦因数为,物体在水平拉力的作用下以恒定速度匀速运动。传送带向右运动,其速度大小可改变,则下列说法正确的是( )
A. 物体受摩擦力大小,与传送带速度无关
B. 传动带速度越大,所需拉力越大
C. 物体对水平杆B有压力
D. 水平拉力F等于
二、非选择题(共54分)
11. 某同学用如图甲所示装置做“弹簧的弹力与伸长量之间的关系”实验。
(1)在实验装置中,轻质弹簧悬挂,刻度尺保持竖直,为了便于直接读出弹簧的长度,刻度尺的零刻度应与弹簧的_______(选填“上端”或“下端”)对齐;不挂钩码时指针所指刻度尺的位置如图乙所示,则弹簧的原长_______。
(2)悬挂钩码并改变钩码的个数,算出每次悬挂钩码的重力作为弹簧的弹力,根据每次弹簧的长度结合原长算出每次弹簧的伸长量,根据记录的多组及,在图像上描点如图丙所示,请根据描出的点作图_______,根据作出的图求得弹簧劲度系数为_______(保留2位有效数字)。
(3)换一个弹簧重新实验,在图丙的坐标系中描点作图,图像过坐标点,弹簧的劲度系数越小,缓冲效果越好,则弹簧比弹簧的缓冲效果_______(选填“好”或“差”)。
12. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图,其中A为固定橡皮条的图钉,O为标记出的小圆环的位置,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
(1)本实验主要采用的科学方法是( )
A. 控制变量法 B. 等效替代法
(2)图甲所示的操作过程是:用两个规格相同的弹簧测力计,通过细绳沿平行木板平面的不同方向同时拉挂在橡皮筋一端的小圆环,将小圆环拉至某点O,记下O点位置和两细绳的方向,并读出两个拉力的大小。左侧弹簧测力计的示数,由图可读出右侧弹簧测力计的示数_______N。
(3)图乙中的力F和力,一定沿橡皮条AO方向的是___________(选填“F”或“”)。
(4)在另一次实验中,该同学用两个弹簧测力计,通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用,两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点,且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计,小圆环平衡时,橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为、和,关于这三个力的大小关系,正确的是____________。
A. B. C. D.
13. 如图所示,质量为24kg的木板B放在水平地面上,质量为22kg的木箱A放在木板B上一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木桩上,轻绳绷紧时与水平面的夹角,已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数,木板B与地面之间的动摩擦因数 现用水平力将木板B从木箱A下面匀速抽出,试求:
(1)绳上张力T的大小;
(2)水平力F的大小;
(3)若剪断轻绳,要把B从A下面抽出来,水平力F至少应为多大?
14. 如图所示,物体的质量m=30kg,细绳一端与物体相连,另一端绕过光滑的轻质定滑轮,滑轮用细绳悬挂于天花板上,当人用100N的力在滑轮右侧斜向下拉绳子时,滑轮两侧细绳与水平方向的夹角为53°,物体在水平面上保持静止。已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2,求:
(1)地面对物体的弹力大小和摩擦力大小;
(2)细绳对滑轮的作用力大小。
15. 一个无风晴朗的冬日,小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道匀变速下滑,滑行54m后进入水平雪道,继续滑行40.5m后匀减速到零。已知小明和滑雪车的总质量为60kg,整个滑行过程用时10.5s,斜直雪道倾角为37°。求小明和滑雪车:
(1)滑行过程中的最大速度的大小;
(2)在斜直雪道上滑行的时间;
(3)在斜直雪道上受到的平均阻力的大小。
16. 如图所示,质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲及人均处于静止状态。已知,,重力加速度为g,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求轻绳OA、OB中的张力大小。
(2)求人受到的摩擦力。
(3)若人的质量,人与水平面之间的动摩擦因数为,g取,欲使人在水平面上不滑动,则物体甲的质量最大不能超过多少
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科左中旗民族职专·实验高中2024—2025学年度上学期
高三物理学科月考考试试题
卷面分值:100分 考试时间:90分钟
一、选择题(1-7题为单选题,每题4分;8-10题为多选题,全选对得6分,选对但不全得3分,选错不得分;共46分)
1. 跳伞运动员在空中打开降落伞一段时间后,保持匀速下降.已知运动员的重量为G1,圆顶形伞面的重量为G2,在伞面边缘有24条均匀分布的相同轻细拉线与运动员相连,每根拉线和竖直方向都成30°角.设运动员所受空气阻力不计,则每根拉线上的张力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】如图以一根丝线为例,每根丝线拉力向上的分力;由共点力的平衡条件可知:,解得:,故A正确,B、C、D错误;
故选A.
【点睛】运动员受本身的重力及24根丝线的拉力而处于平衡状态;将丝线的拉力分解为水平和竖直两个方 向上的分力,则竖直上的分力之和等于向下的重力.
2. 如图所示,水平固定倾角为30°的光滑斜面上有两个小球A和B,质量分别为m和2m。它们用细线连接,现对B施加一水平向左的推力F,使A、B均静止在斜面上,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 细线对小球B的作用力大小为 B. 推力F大小为
C. 斜面对整体的作用力大小为 D. 斜面对A的作用力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意,对小球A分析,由平衡条件可知,在沿斜面方向细线对小球A的拉力大小等于小球A的重力沿斜面向下的分力
故A错误;
B.小球A、B在斜面上处于静止状态,对小球B受力如图所示
由平衡条件有
,
解得
,
故B正确;
D.在垂直斜面方向小球A受力平衡,因此斜面对小球A的作用力大小为
故D错误;
C.斜面对整体的作用力大小为
故C错误。
故选B。
3. A、B两物体叠放后置于竖直的弹簧与竖直墙面之间,A、B与墙面均粗糙,系统处于平衡状态。现对A施加一个水平向右的推力F,A、B仍静止,下列说法正确的是( )
A. A物体一定受4个力的作用
B. 弹簧弹力一定小于A、B的总重力
C. 弹簧长度一定保持不变
D. 随着F增大,B与墙面间的静摩擦力可能也增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.对A施加一个水平向右的推力F,A可能只受到重力、支持力和推力,共三个力作用,故A错误;
BCD.对A施加推力前,以A、B为整体,水平方向根据受力平衡可知,竖直墙面对B没有弹力作用,则竖直墙面对B没有摩擦力作用,竖直方向根据受力平衡可知,弹簧弹力等于A、B的总重力;对A施加水平向右推力后,A、B仍静止,以A、B为整体,可知竖直方向受力保持不变,则竖直墙面对B仍没有摩擦力,弹簧弹力仍等于A、B的总重力,则弹簧长度一定保持不变,故BD错误,C正确;
故选C。
4. 如图所示,物体A、B在力作用下一起以相同加速度沿方向匀加速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与相同
B. 甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与相反
C. 甲、乙两图中物体A均不受摩擦力
D. 甲图中物体A不受摩擦力,乙图中物体A受摩擦力,方向和方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】甲中A做匀加速直线运动,水平方向受仅受摩擦力,摩擦力方向与运动方向,即F方向一致;乙中A随B一起沿斜面向上匀加速,A受到B的摩擦力沿斜面向上,且大于重力沿斜面向下的分力,故A受与F方向相同的摩擦力。
故选A。
5. 如图a所示,轻绳跨过固定在水平杆右端的光滑定滑轮(重力不计)栓接一质量为M的物体,;如图b所示,轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端通过细绳拉住,,另一轻绳悬挂在轻杆的G端,也拉住一质量为M的物体,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 图a中杆对滑轮的作用力大小为
B. 图b中HG杆弹力大小为
C. 轻绳段张力与轻绳段张力大小之比为
D. 轻绳段张力与轻绳段张力大小之比为
【答案】A
【解析】
【详解】A.题图a中绳对滑轮的作用力如图1
图1
由几何关系可知
由牛顿第三定律可知,杆对滑轮的作用力大小为,A正确;
B.题图b中G点的受力情况如图2
图2
由图2可得
B错误;
CD.由图2可得
则
CD错误。
故选A。
6. 如图所示,一根竖直的弹簧悬下端链接一个质量为m的光滑小球处于斜面和挡板之间,小球和斜面挡板均接触,下列说法正确的是( )
A. 若小球和斜面之间有弹力,则小球和挡板之间一定没有弹力
B. 若小球与斜面之间有弹力,则小球和挡板之间不一定有弹力
C. 若小球与挡板之间有弹力,则小球与弹簧之间一定有弹力
D. 若小球与挡板之间有弹力,则小球与弹簧之间不一定有弹力
【答案】D
【解析】
【详解】AB.若小球和斜面之间有弹力,因斜面对小球的弹力垂直斜面向上,有水平分量,则小球和挡板之间一定有弹力,选项AB错误;
CD.若小球与挡板之间有弹力,因斜面对小球的弹力垂直斜面向上,挡板对小球的弹力水平向右,与向下的重力这三个力可以平衡,则小球与弹簧之间不一定有弹力,选项C错误,D正确。
故选D。
7. 如图,弹簧测力计下端挂有一质量为的光滑均匀球体,球体静止于带有固定挡板的斜面上,斜面倾角为,挡板与斜面夹角为.若弹簧测力计位于竖直方向,读数为取,挡板对球体支持力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】对小球受力分析如图所示
由几何关系易得力与力与竖直方向的夹角均为,因此由正交分解方程可得
,
解得
故选A。
8. 如图所示,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为,它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在上,当物体平衡时上方的弹簧处于原长。再把固定的物体换为大小相同、质量为的物体,再次平衡后,弹簧的总长度不变,且弹簧均在弹性限度内,下列说法正确的是( )
A. 第一次平衡时,下方弹簧被压缩的长度为
B. 若用劲度系数为的轻质橡皮筋代替上方弹簧,质量为m的物体平衡时下方弹簧被压缩的长度为
C. 第二次平衡时,上方弹簧伸长的长度为
D. 第二次平衡时物体的位置比第一次平衡时下降的高度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.当物体的质量为m时,根据平衡条件可得
解得下方弹簧被压缩的长度
A正确;
B.若用劲度系数为的轻质橡皮筋代替上方弹簧,因为橡皮筋的原长未知,且原长不一定与原上端弹簧相同,所以不能计算出质量为m的物体平衡时下方弹簧被压缩的长度,B错误;
CD.当物体的质量变为时,设该物体与第一次相比平衡位置下降的高度为x,则上方弹簧伸长量为x,下方弹簧压缩量为,两弹簧弹力之和等于,由胡克定律和平衡条件可得
联立解得
C错误,D正确。
故选AD。
9. 如图所示,水平桌面上平放有15张卡片,每一张卡片的质量均为m,用手指以竖直向下的力F()压第1张卡片,并以一定速度向右移动手指,确保第1张卡片与第2张卡片之间有相对滑动,其他卡片保持相对静止,当最上面那张卡片划走之后,继续以相同的力F划动下一张卡片,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,手指与卡片之间的动摩擦因数为,卡片之间的动摩擦因数为,卡片与桌面之间的动摩擦因数为,下列说法正确的是( )
A.
B. 划第1张卡片时,第2张卡片受到第3张卡片的摩擦力方向向左
C. 划第1张卡片时,第10张卡片与第11张卡片之间的摩擦力大小为
D. 划第1张卡片时,最后一张卡片受到桌面的摩擦力大小为0
【答案】AB
【解析】
【详解】A.对第一张卡片分析,第一张卡片能向右运动,需满足
则
为了保证其他卡片保持相对静止,当最后只剩两张卡片时,倒数第二张卡片向右运动时最底部的卡片不能动,对最底部的卡片有
由,所以
当剩下最后一张卡片时,需满足
可知
所以
选项A正确;
B.根据题意,因上一张卡片相对下一张卡片要向右滑动,因此上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左,选项B正确;
C.第一张卡片对第二张卡片的压力大小为
则第1、2张卡片间的摩擦力大小
此时下面的卡片均处于静止状态,将第2张至第10张卡片作为整体,由平衡条件可知第11张卡片对第10张卡片的静摩擦力与第1张卡片对第2张卡片的滑动摩擦力平衡,大小为
选项C错误;
D.用手指滑动卡片向右运动的过程中,最后一张卡片相对桌面有向右运动的趋势,桌面对它的摩擦力向左,选项D错误。
故选AB。
10. 如图所示,物体置于水平传送带上,物体两边安装了固定光滑的水平杆A、B限制物体只能在其间运动。已知物体质量为,物体与传送带间的动摩擦因数为,物体在水平拉力的作用下以恒定速度匀速运动。传送带向右运动,其速度大小可改变,则下列说法正确的是( )
A. 物体受摩擦力大小,与传送带速度无关
B. 传动带速度越大,所需拉力越大
C. 物体对水平杆B有压力
D. 水平拉力F等于
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由题意可知,传送带的速度为v,物体在水平拉力的作用下以恒定速度匀速运动,v与垂直,则有物体相对传送带的速度大小为
设相对速度与v0的夹角为θ,则有
可知物体受摩擦力方向与物体相对速度方向相反,其大小为
可知摩擦力与传送带速度无关,A正确;
BD.物体受力平衡,由平衡条件可得水平拉力F等于
由上式可知,传送带的速度越大,所需的拉力F越小,B错误,D正确;
C.由题意可知,A杆受到压力作用,大小为
可知B杆不受压力作用,C错误。
故选AD。
二、非选择题(共54分)
11. 某同学用如图甲所示装置做“弹簧的弹力与伸长量之间的关系”实验。
(1)在实验装置中,轻质弹簧悬挂,刻度尺保持竖直,为了便于直接读出弹簧的长度,刻度尺的零刻度应与弹簧的_______(选填“上端”或“下端”)对齐;不挂钩码时指针所指刻度尺的位置如图乙所示,则弹簧的原长_______。
(2)悬挂钩码并改变钩码的个数,算出每次悬挂钩码的重力作为弹簧的弹力,根据每次弹簧的长度结合原长算出每次弹簧的伸长量,根据记录的多组及,在图像上描点如图丙所示,请根据描出的点作图_______,根据作出的图求得弹簧劲度系数为_______(保留2位有效数字)。
(3)换一个弹簧重新实验,在图丙的坐标系中描点作图,图像过坐标点,弹簧的劲度系数越小,缓冲效果越好,则弹簧比弹簧的缓冲效果_______(选填“好”或“差”)。
【答案】 ①. 上端 ②. 10.90 ③. ④. 54##55##56 ⑤. 好
【解析】
【详解】(1)[1]为了便于直接读出弹簧 的长度,刻度尺的零刻度应与弹簧a的 上端对齐。
[2]刻度尺的最小分度值是1mm,则弹簧 的原长
(2)[3]根据描出的点作图,如图
[4]由,可得弹簧劲度系数为
(3)[5] 弹簧b的劲度系数
则
由于弹簧的劲度系数越小,缓冲效果越好,则弹簧比弹簧的缓冲效果好。
12. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。如图甲所示为某次实验中用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环的示意图,其中A为固定橡皮条的图钉,O为标记出的小圆环的位置,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据该次实验结果画出的图。
(1)本实验主要采用的科学方法是( )
A. 控制变量法 B. 等效替代法
(2)图甲所示的操作过程是:用两个规格相同的弹簧测力计,通过细绳沿平行木板平面的不同方向同时拉挂在橡皮筋一端的小圆环,将小圆环拉至某点O,记下O点位置和两细绳的方向,并读出两个拉力的大小。左侧弹簧测力计的示数,由图可读出右侧弹簧测力计的示数_______N。
(3)图乙中的力F和力,一定沿橡皮条AO方向的是___________(选填“F”或“”)。
(4)在另一次实验中,该同学用两个弹簧测力计,通过细绳对小圆环施加平行木板平面的拉力作用,两个拉力的方向如图丙所示。如果小圆环可视为质点,且小圆环、橡皮条和细绳的重力可忽略不计,小圆环平衡时,橡皮条AO、细绳OB和OC对小圆环的拉力的分别为、和,关于这三个力的大小关系,正确的是____________。
A. B. C. D.
【答案】(1)B (2)1.90##1.89##1.91
(3)F (4)A
【解析】
【小问1详解】
该实验过程中,其合力与分力的作用效果,所以本实验采用的科学方法是等效替代法。
故选B。
【小问2详解】
由题图可知,图中弹簧测量计每一个小格表示0.1N,所以其读数为1.90N。
【小问3详解】
由题图可知,是和所组成的平行四边形的对角线。所以其为理论值,由此可知,F为实际值,即力F的方向一定沿橡皮条AO方向。
【小问4详解】
最后绳子的结点O静止,由平衡态,竖直方向有
水平方向有
整理有
,
即
故选A。
13. 如图所示,质量为24kg的木板B放在水平地面上,质量为22kg的木箱A放在木板B上一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木桩上,轻绳绷紧时与水平面的夹角,已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数,木板B与地面之间的动摩擦因数 现用水平力将木板B从木箱A下面匀速抽出,试求:
(1)绳上张力T的大小;
(2)水平力F的大小;
(3)若剪断轻绳,要把B从A下面抽出来,水平力F至少应为多大?
【答案】(1)220N;(2)412.8N;(3)414N
【解析】
【详解】(1)对物体A受力分析及建立直角坐标系,如图所示:
A静止,由于受力平衡,故在x轴上
在y轴上
又由于
解得
(2)对物体B受力分析及建立直角坐标系,如图所示
由于B静止,受力平衡,故在x轴上
在y轴上
又由于
联立解得
(3)木箱A恰好发生相对滑动的临界条件为
对A根据牛顿第二定律,有
解得
F=414N
14. 如图所示,物体的质量m=30kg,细绳一端与物体相连,另一端绕过光滑的轻质定滑轮,滑轮用细绳悬挂于天花板上,当人用100N的力在滑轮右侧斜向下拉绳子时,滑轮两侧细绳与水平方向的夹角为53°,物体在水平面上保持静止。已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2,求:
(1)地面对物体的弹力大小和摩擦力大小;
(2)细绳对滑轮的作用力大小。
【答案】(1)220N,60N
(2)160N
【解析】
【小问1详解】
对物体受力分析,如图甲所示
根据共点力的平衡条件,则
解得
【小问2详解】
对滑轮受力分析,如图乙所示
则细绳对滑轮的作用力为滑轮两侧细绳对它拉力的合力
解得。
15. 一个无风晴朗的冬日,小明乘坐游戏滑雪车从静止开始沿斜直雪道匀变速下滑,滑行54m后进入水平雪道,继续滑行40.5m后匀减速到零。已知小明和滑雪车的总质量为60kg,整个滑行过程用时10.5s,斜直雪道倾角为37°。求小明和滑雪车:
(1)滑行过程中的最大速度的大小;
(2)在斜直雪道上滑行的时间;
(3)在斜直雪道上受到的平均阻力的大小。
【答案】(1) ; (2) ;(3) 。
【解析】
【详解】(1)小明和滑雪车在斜面上滑行时做初速度为0的匀加速的直线运动,在水平上滑行时,做末速度为0的匀减速直线运动,由平均速度公式可得滑行分析运动过程可知:
,
则整个过程有:
解得:
(2)在斜直雪道上滑行过程中由可得,滑行的时间:
(3)根据匀变速直线运动速度时间关系式可得小明和滑雪车在斜直雪道上的加速度:
由牛顿第二运动定律:
解得:
16. 如图所示,质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲及人均处于静止状态。已知,,重力加速度为g,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)求轻绳OA、OB中的张力大小。
(2)求人受到的摩擦力。
(3)若人的质量,人与水平面之间的动摩擦因数为,g取,欲使人在水平面上不滑动,则物体甲的质量最大不能超过多少
【答案】(1),
(2),方向水平向左
(3)
【解析】
【小问1详解】
以结点O为研究对象,进行受力分析如图所示
根据共点力的平衡条件有与的合力与甲的重力等大反向,由几何关系得,
【小问2详解】
人在水平方向仅受绳OB的拉力和水平面的摩擦力作用,根据平衡条件有
方向水平向左。
【小问3详解】
人在竖直方向上受重力和水平面的支持力作用,因此有
则
要使人在水平面上不滑动,需满足
解得
可知物体甲的质量最大不能超过。
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