内容正文:
广东云浮一中2024年物理高一上册期末考试试题
一、单选题(本题共7小题,每题4分,共28分)
1. 如图所示,六根原长均为l的轻质细弹簧两两相连,在同一平面内六个大小相等、互成60°的恒定拉力F作用下,形成一个稳定的正六边形.已知正六边形外接圆的半径为R,每根弹簧的劲度系数均为k,弹簧在弹性限度内,则F的大小为( )
A. (R-l) B. k(R-l) C. k (R-2l) D. 2k (R-l)
2. 如图所示,两根相同的弹簧S1和S2,劲度系数均为k=400N/m,悬挂的重物质量分别为=2kg相=4kg;若不计弹簧质量,g取10 m/s2,则平衡时弹簧s1、s2的伸长量分别为
A. 10cm、 5cm B. 15cm、 10cm
C. 15cm、 5cm D. 10cm、 15cm
3. 有一个直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB竖直放置,表面光滑。AO上套有小环P,OB上套有小环Q,两环质量均为m,两环用一质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡,如图,现将P环向右移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力FN和细绳上的拉力FT的变化情况是( )
A. FN不变,FT变大 B. FN不变,FT变小
C. FN变大,FT变大 D. FN变大,FT变小
4. 三个质量相同的物块A、B、C,用两个轻弹簧和一根轻线相连,处于静止状态,如图所示,已知斜面光滑且倾角为,在将B、C间细线剪断的瞬间,A、B、C的加速度大小分别为(重力加速度为g)( )
A. g,2g,2g
B. 0,2g,g
C. g,2g,0
D. 0,g,g
5. 如图所示,A、B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A. 两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为gsinθ
B. B球的瞬时加速度沿斜面向下,小于gsinθ
C. A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2gsinθ
D. 两个小球的瞬时加速度都为零
6. 如图所示,某学校教室里的磁性黑板上粘挂一些小磁铁(如图中“笑脸”),“笑脸”被吸在黑板上可以用于“贴”挂图等辅助教学.下列关于“笑脸”的说法中正确的是( )
A. “笑脸”受到黑板的磁吸引力大于黑板对其的弹力才能被吸在黑板上
B. “笑脸”与黑板间存在三对作用力与反作用力
C. “笑脸”受到三个力的作用
D. “笑脸”受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力
7. 某同学在一根不计质量且不可伸长的细绳两端各拴一个可视为质点的小球,然后拿住绳子一端的小球让绳子竖直静止后,从三楼的阳台上由静止无初速度释放小球,两个小球落地的时间差为T.如果该同学用同样的装置和同样的方法从该楼四楼的阳台上放手后,让两小球自由下落,那么,两小球落地的时间差将(空气阻力不计)( )
A. 不变 B. 增加
C. 减小 D. 无法确定
二、多选题(本题共3小题,每题4分,共12分)
8. 细绳拴一个质量为m的小球,小球用固定在墙上的水平轻质弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如右图所示.(已知 cos53°=0.6,sin53°=0.8)以下说法正确的是( )
A. 小球静止时弹簧的弹力大小为mg
B. 小球静止时细绳的拉力大小为mg
C. 细线烧断瞬间小球的加速度立即为g
D. 细线烧断瞬间小球的加速度立即为g
9. 从地面以30 m/s的初速度竖直上抛一球,若不计空气阻力,取g=10m/s2,则小球运动到距地面25m时所经历的时间可能为( )
A. 7s B. 5s C. 3s D. 1s
10. 如图所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,细杆长0.5m,小球质量为3kg.现使小球在竖直平面内做圆周运动,小球通过轨道最低点A的速度为vA=4m/s,通过轨道最高点B的速度为vB=2m/s,g取10m/s2,则小球通过最低点和最高点时对细杆的作用力( )
A. 在A处为拉力,方向竖直向下,大小为126N
B. 在A处为压力,方向竖直向上,大小为126N
C. 在B处为压力,方向竖直向下,大小为6N
D. 在B处为拉力,方向竖直向上,大小为6N
三、填空题(本题共5小题,每题2分,共10分)
11. 请在图中画出A物体受到的力____________(已知:左图中物块静止在斜面上,右图中光滑球A静止在水平面上)
12. 质量为M的长木板静止于光滑水平面上,质量为m的木块以初速度从左向右水平滑上长木板。已知木块与木板间的动摩擦因数为μ,木块在长木板上滑动的过程中,长木板的加速度大小等于__________m/s2,方向为__________。(重力加速度用g表示)
13. 甲同学做“验证力的平行四边形定则”的实验,如图是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是__________。
(2)本实验采用的科学研究方法是( )
A.理想实验法B.控制变量法C.等效替代法D.建立物理模型法
14. 如图甲所示为探究加速度与质量关系的实验装置示意图.
(1)某位同学设计的实验步骤如下:
A.用天平称出小车的质量.
B.按图装好实验器材.
C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂钩码.
D.将打点计时器接在6V电压的蓄电池上,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量.
E.保持悬挂钩码的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的M值,重复上述实验.
F.分析每条纸带,测量并计算出加速度的值.
G.作关系图象,并由图象确定a、M关系.
①该同学漏掉的重要实验步骤是_______,该步骤应排在_______________步实验之后.
②在上述步骤中,有错误的是______,应把____________改为_____________.
③在上述步骤中,处理不恰当的是____,应把___________改为____________.
(2)某次实验中打出了如图乙所示的纸带(打点计时器所用电源的频率),则这个加速度值a=_______.
15. (1)如图甲所示,在研究平抛运动时,改变两球初位置的高度或改变铁锤的敲击力度,发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后______。
A.水平方向的分运动是匀速直线运动
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.竖直方向的分运动是自由落体运动
D.竖直方向的分运动是匀速直线运动
(2)为进一步研究平抛运动水平方向的运动特点,采用图乙装置,描点画出小球平抛运动的轨迹。
①下列说法不正确的是______。
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端切线必须水平
C.要用平滑曲线描出小球的运动轨迹
D.小球每次必须从斜槽上相同位置无初速度释放
②描出小球平抛运动的轨迹如图丙所示,O为抛出点,A、B为轨迹上的两点,OA、AB竖直方向高度分别为y1、y2,按照自由落体规律,若y1:y2=______,则OA、AB段时间间隔相等;在误差允许的范围内,若x1=x2,则说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。
(3)如果平抛运动的轨迹是一条抛物线,那么轨迹上任意一点的y坐标与x坐标理论上应满足y=ax2,已知初速度为v0,重力加速度为g,则关系式中的a等于______。
四、解答题(本题共5小题,每题10分,共50分)
16. 重力为的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上,PA偏离竖直方向角,PB在水平方向,且连在重力为的木块上,木块静止于倾角为的斜面上,如图所示。求:
(1)木块与斜面间的摩擦力大小;
(2)木块所受斜面的弹力大小。
17. 如图所示,有一足够长的水平传送带以2 m/s的速度匀速运动,现将一物体轻轻放在传送带上,若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,则传送带将该物体传送10 m的距离所需时间为多少?(取)
18. 从离地面h=80m的空中自由释放一个小球,不计空气阻力,g取10m/s2,求:
(1)经过多长时间小球落到地面;
(2)小球下落过程的平均速度大小:
(3)小球在最后1s内下落的高度;
19. 如图为一儿童乐园的滑梯示意图,滑梯的长度AB为L=5.0m,BC为与滑梯平滑连接的水平部分。一个小孩从滑梯顶端由静止滑下,离开B点后在水平部分滑行s=20m后停下,全程运动时间t=10s,求小孩在滑梯倾斜部分和水平部分的加速度大小分别是多少?
20. 如图所示为一质点做直线运动的v-t图像.求:
(1)前2s和后4s的加速度大小;
(2)从运动开始到停止的过程中,质点运动的平均速度大小.
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广东云浮一中2024年物理高一上册期末考试试题
一、单选题(本题共7小题,每题4分,共28分)
1. 如图所示,六根原长均为l的轻质细弹簧两两相连,在同一平面内六个大小相等、互成60°的恒定拉力F作用下,形成一个稳定的正六边形.已知正六边形外接圆的半径为R,每根弹簧的劲度系数均为k,弹簧在弹性限度内,则F的大小为( )
A. (R-l) B. k(R-l) C. k (R-2l) D. 2k (R-l)
【答案】B
【解析】
【详解】正六边形外接圆半径为R,则弹簧的长度为R,弹簧的伸长量为:△x=R-l,由胡克定律可知,每根弹簧的弹力为:f=k△x=k(R-l),两相邻弹簧夹角为120°,两相邻弹簧弹力的合力为:F合=f=k(R-l),弹簧静止处于平衡状态,由平衡条件可知,每个拉力大小为:F=F合k(R-l),故B正确;ACD错误;故选B.
【点睛】本题考查了共点力作用下物体平衡条件的应用,根据题意求出弹簧的形变量、应用胡克定律求出弹簧的弹力是解题的前提,应用力的合成与平衡条件可以解题.
2. 如图所示,两根相同的弹簧S1和S2,劲度系数均为k=400N/m,悬挂的重物质量分别为=2kg相=4kg;若不计弹簧质量,g取10 m/s2,则平衡时弹簧s1、s2的伸长量分别为
A. 10cm、 5cm B. 15cm、 10cm
C. 15cm、 5cm D. 10cm、 15cm
【答案】B
【解析】
【详解】m2受重力、弹簧的拉力而处于平衡状态,由共点力的平衡条件可知,
ks2=m2g;
解得:
同理对整体有:
ks1=(m1+m2)g
解得:
故选B。
3. 有一个直角支架AOB,AO水平放置,表面粗糙,OB竖直放置,表面光滑。AO上套有小环P,OB上套有小环Q,两环质量均为m,两环用一质量可忽略、不可伸长的细绳相连,并在某一位置平衡,如图,现将P环向右移一小段距离,两环再次达到平衡,那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较,AO杆对P环的支持力FN和细绳上的拉力FT的变化情况是( )
A. FN不变,FT变大 B. FN不变,FT变小
C. FN变大,FT变大 D. FN变大,FT变小
【答案】A
【解析】
【详解】以两环组成的整体为研究对象,分析受力情况如图1所示
竖直方向合为零,取整体为研究对象,根据平衡条件得
将P环向右移一小段距离,支持力保持不变。
以Q环为研究对象,分析受力情况如图2所示,设细绳与OB杆间夹角为α,由平衡条件得,细绳的拉力
P环向右移动一小段距离时,α增大,变小,变大,总之FN不变,FT变大。
故选A。
4. 三个质量相同的物块A、B、C,用两个轻弹簧和一根轻线相连,处于静止状态,如图所示,已知斜面光滑且倾角为,在将B、C间细线剪断的瞬间,A、B、C的加速度大小分别为(重力加速度为g)( )
A. g,2g,2g
B. 0,2g,g
C. g,2g,0
D. 0,g,g
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】由图可知,把AB看作整体,则细绳的拉力为
T=2mgsinθ
当剪断细绳的瞬时,弹簧的弹力不能突变,则A的加速度仍然为0,B所受的合外力等于2mgsinθ,则加速度为
同理,C所受的合外力也等于2mgsinθ,则加速度为
故选D。
5. 如图所示,A、B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是(重力加速度为g)( )
A. 两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为gsinθ
B. B球的瞬时加速度沿斜面向下,小于gsinθ
C. A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2gsinθ
D. 两个小球的瞬时加速度都为零
【答案】C
【解析】
【详解】设A、B的质量均为m,当系统静止时,对B受力分析,根据共点力平衡有:F=mgsinθ,剪断细绳的瞬间,绳子的拉力消失,弹簧的弹力在瞬间不变,则B所受的合力为零,A所受的合力
FA=mgsinθ+F=2mgsinθ
根据牛顿第二定律得,
aB=0
方向沿斜面向下。
A.两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为gsinθ,与结论不相符,选项A错误;
B.B球的瞬时加速度沿斜面向下,小于gsinθ,与结论不相符,选项B错误;
C.A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2gsinθ,与结论相符,选项C正确;
D.两个小球的瞬时加速度都为零,与结论不相符,选项D错误;
故选C。
6. 如图所示,某学校教室里的磁性黑板上粘挂一些小磁铁(如图中“笑脸”),“笑脸”被吸在黑板上可以用于“贴”挂图等辅助教学.下列关于“笑脸”的说法中正确的是( )
A. “笑脸”受到黑板的磁吸引力大于黑板对其的弹力才能被吸在黑板上
B. “笑脸”与黑板间存在三对作用力与反作用力
C. “笑脸”受到三个力的作用
D. “笑脸”受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力
【答案】B
【解析】
【详解】A、“笑脸”受到黑板的吸引力等于受到的弹力,它们是一对平衡力,故A错误;
B、“笑脸”受到黑板的作用力有:黑板的吸引力、弹力和摩擦力,有几个作用力,就有几对作用力和反作用力,所以“笑脸”与黑板间存在三对作用力与反作用力,故B正确;
C、“笑脸”受重力、静摩擦力、吸引力和弹力共4个力,故C错误;
D、“笑脸”受到的支持力与黑板受到的压力是一对作用力与反作用力,故D错误;
7. 某同学在一根不计质量且不可伸长的细绳两端各拴一个可视为质点的小球,然后拿住绳子一端的小球让绳子竖直静止后,从三楼的阳台上由静止无初速度释放小球,两个小球落地的时间差为T.如果该同学用同样的装置和同样的方法从该楼四楼的阳台上放手后,让两小球自由下落,那么,两小球落地的时间差将(空气阻力不计)( )
A. 不变 B. 增加
C. 减小 D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】设细线的长度为L,第一个小球着地后,另一个小球运动的位移为L,在L内运动的时间,即为两球落地的时间差,第一个球着地的速度为另一个小球在位移L内的初速度.高度越高,落地的速度越大,知高度越高,另一个小球在位移L内的初速度越大,根据L=v0t+gt2,初速度越大,时间越短.所以t1>t2.两小球落地的时间差将减小.故C正确,ABD错误
故选C
二、多选题(本题共3小题,每题4分,共12分)
8. 细绳拴一个质量为m的小球,小球用固定在墙上的水平轻质弹簧支撑,小球与弹簧不粘连,平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°,如右图所示.(已知 cos53°=0.6,sin53°=0.8)以下说法正确的是( )
A. 小球静止时弹簧的弹力大小为mg
B. 小球静止时细绳的拉力大小为mg
C. 细线烧断瞬间小球的加速度立即为g
D. 细线烧断瞬间小球的加速度立即为g
【答案】AD
【解析】
【详解】小球静止时,分析受力情况,如图;
由平衡条件得:弹簧的弹力大小为:F=mgtan53°=mg;细绳的拉力大小为:.故A正确,B错误;细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变,则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反,则此瞬间小球的加速度大小为:.故C错误,D正确.故选AD.
【点睛】本题中小球先处于平衡状态,由平衡条件求解各力的大小,后烧断细绳,小球处于非平衡条件,抓住细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变是关键.
9. 从地面以30 m/s的初速度竖直上抛一球,若不计空气阻力,取g=10m/s2,则小球运动到距地面25m时所经历的时间可能为( )
A. 7s B. 5s C. 3s D. 1s
【答案】BD
【解析】
【分析】根据“竖直上抛一球”可知,本题考查竖直上抛运动,根据竖直上抛运动的上升和下降过程加速度相同,均为g,速度连续变化,是匀变速直线运动的规律,运用匀减速直线运动的位移公式列式计算.
【详解】竖直上抛运动的全部过程是匀变速直线运动;取竖直向上为正方向,由可知;即:25=30t-5t2,解得:t=1s或t=5s,故B、D正确,A、C错误;故选BD.
【点睛】竖直上抛运动具有全程法和分段法两种处理方法,分析清楚物体运动过程,应用匀变速直线运动的位移公式即可解题.
10. 如图所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,细杆长0.5m,小球质量为3kg.现使小球在竖直平面内做圆周运动,小球通过轨道最低点A的速度为vA=4m/s,通过轨道最高点B的速度为vB=2m/s,g取10m/s2,则小球通过最低点和最高点时对细杆的作用力( )
A. 在A处为拉力,方向竖直向下,大小为126N
B. 在A处为压力,方向竖直向上,大小为126N
C. 在B处为压力,方向竖直向下,大小为6N
D. 在B处为拉力,方向竖直向上,大小为6N
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.在最低点,杆子一定表现为拉力,有:F-mg= ,则:F=mg+ =126N,方向向上,故球对杆的作用力为拉力,大小为126N,作用力竖直向下,故A正确,B错误;
CD.在最高点,有:mg+F= ,则:F= -mg=-6N.所以杆子表现为支持力,方向向上,大小为6N,故求对杆的作用力为压力,大小为6N,方向竖直向下,故C正确,D错误;
故选AC.
三、填空题(本题共5小题,每题2分,共10分)
11. 请在图中画出A物体受到的力____________(已知:左图中物块静止在斜面上,右图中光滑球A静止在水平面上)
【答案】
【解析】
【详解】物体A受力如图:
12. 质量为M的长木板静止于光滑水平面上,质量为m的木块以初速度从左向右水平滑上长木板。已知木块与木板间的动摩擦因数为μ,木块在长木板上滑动的过程中,长木板的加速度大小等于__________m/s2,方向为__________。(重力加速度用g表示)
【答案】 ①. ②. 水平向右
【解析】
【详解】[1][2]木块在长木板上滑动的过程中,木块对长木板的滑动摩擦力提供加速度,有
解得
木块对长木板的摩擦力方向水平向右,故长木板加速度方向水平向右。
13. 甲同学做“验证力的平行四边形定则”的实验,如图是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)如果没有操作失误,图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是__________。
(2)本实验采用的科学研究方法是( )
A.理想实验法B.控制变量法C.等效替代法D.建立物理模型法
【答案】 ①. F′ ②. C
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1] F是通过作图的方法得到合力的理论值,而F′是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点,使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同,测量出的合力,故方向一定沿AO方向的是F′
(2)[2] 合力与分力是等效替代的关系,所以本实验采用的等效替代法。
故选C。
14. 如图甲所示为探究加速度与质量关系的实验装置示意图.
(1)某位同学设计的实验步骤如下:
A.用天平称出小车的质量.
B.按图装好实验器材.
C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂钩码.
D.将打点计时器接在6V电压的蓄电池上,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量.
E.保持悬挂钩码的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的M值,重复上述实验.
F.分析每条纸带,测量并计算出加速度的值.
G.作关系图象,并由图象确定a、M关系.
①该同学漏掉的重要实验步骤是_______,该步骤应排在_______________步实验之后.
②在上述步骤中,有错误的是______,应把____________改为_____________.
③在上述步骤中,处理不恰当的是____,应把___________改为____________.
(2)某次实验中打出了如图乙所示的纸带(打点计时器所用电源的频率),则这个加速度值a=_______.
【答案】 ①. 平衡摩擦力 ②. B ③. D ④. 6V电压的蓄电池 ⑤. 220V交流电源 ⑥. G ⑦. ⑧. ⑨. 0.80
【解析】
【详解】(1)①在做实验前首先应该平衡摩擦力,此过程应排在把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶之前,即B之后;②电火花打点计时器使用的是220V交流电源,故步骤D中不能使用直流电源,而应该使用220V交流电源;③根据牛顿第二定律可知物体的加速度a与物体的质量M成反比,所以图象是曲线,而仅仅根据曲线很难判定加速度a与物体的质量M到底是什么关系,但应该成正比例关系,而正比例关系图象是一条过坐标原点的直线,所以应作图象.(2)由图可知,两已知长度对应的时间间隔为,由可得,解得.
【点睛】在做实验前首先应该平衡摩擦力,电火花打点计时器使用220V的交流电源;图象是一条过坐标原点的正比例关系,而图象图象是曲线;根据逐差法可求出加速度.
15. (1)如图甲所示,在研究平抛运动时,改变两球初位置的高度或改变铁锤的敲击力度,发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了A球在离开轨道后______。
A.水平方向的分运动是匀速直线运动
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.竖直方向的分运动是自由落体运动
D.竖直方向的分运动是匀速直线运动
(2)为进一步研究平抛运动水平方向的运动特点,采用图乙装置,描点画出小球平抛运动的轨迹。
①下列说法不正确的是______。
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末端切线必须水平
C.要用平滑曲线描出小球的运动轨迹
D.小球每次必须从斜槽上相同位置无初速度释放
②描出小球平抛运动的轨迹如图丙所示,O为抛出点,A、B为轨迹上的两点,OA、AB竖直方向高度分别为y1、y2,按照自由落体规律,若y1:y2=______,则OA、AB段时间间隔相等;在误差允许的范围内,若x1=x2,则说明小球在水平方向上的分运动是匀速直线运动。
(3)如果平抛运动的轨迹是一条抛物线,那么轨迹上任意一点的y坐标与x坐标理论上应满足y=ax2,已知初速度为v0,重力加速度为g,则关系式中的a等于______。
【答案】 ①. C ②. A ③. 1:3 ④.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地。该实验现象说明了球在离开轨道后在竖直方向做自由落体运动,故C正确,ABD错误;
故选C;
(2)①[2]A.斜槽轨道不要求光滑,故A错误;
B.斜槽轨道末端切线必须水平,以保证离开轨道后做平抛运动,故B正确;
C.要用平滑曲线描出小球的运动轨迹,故C正确;
D.小球每次必须从斜槽上相同位置无初速度释放,以保证其做相同的平抛运动,故D正确;
因选不正确的,故选A;
②[3]由初速度为0的匀速直线运动的特点可知时、段时间间隔相等。
(3)[4]水平方向:
竖直方向:
联立解得:
则
。
四、解答题(本题共5小题,每题10分,共50分)
16. 重力为的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上,PA偏离竖直方向角,PB在水平方向,且连在重力为的木块上,木块静止于倾角为的斜面上,如图所示。求:
(1)木块与斜面间的摩擦力大小;
(2)木块所受斜面的弹力大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)对结点P受力分析如下图所示
由平衡条件得,在竖直方向
在水平方向
联立并代入数据解得
对木块受力分析如下图所示
由平衡条件得,沿斜面方向
沿垂直斜面方向
以上联立并代入数据解得
(2)由(1)中分析可求得
17. 如图所示,有一足够长的水平传送带以2 m/s的速度匀速运动,现将一物体轻轻放在传送带上,若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,则传送带将该物体传送10 m的距离所需时间为多少?(取)
【答案】5.2s
【解析】
【详解】以放到传送带上的物体为研究对象,在竖直方向受重力和支持力,在水平方向受滑动摩擦力,如图所示,做的勾加速直线运动根据牛顿第二定律,水平方向
.
竖直方向
,
又
,
解得
.
设经过时间,物体速度达到传送带的速度,据匀加速直线运动的速度公式
,
解得
,
可得时间内物体的位移
.
物体位移为0.4m时,物体的速度与传送带的速度相同,0.4s后物体不受摩擦力,开始做匀速运动,
,,
解得
,
则传送带将物体传送10 m所需时间为
.
18. 从离地面h=80m的空中自由释放一个小球,不计空气阻力,g取10m/s2,求:
(1)经过多长时间小球落到地面;
(2)小球下落过程的平均速度大小:
(3)小球在最后1s内下落的高度;
【答案】(1)4s;(2)20m/s;(3)35m;
【解析】
【详解】(1)由可得:;
(2)由可得:;
(3)最后1s内的位移h1=h−
则h1=80−×10×(4−1)2m=35m
【点睛】(1)根据求出小球落地的时间;
(2)根据求解下落过程的平均速度;
(3)最后1s内的位移等于总位移减去(t-1)s内的位移,t为小球落地的时间
19. 如图为一儿童乐园的滑梯示意图,滑梯的长度AB为L=5.0m,BC为与滑梯平滑连接的水平部分。一个小孩从滑梯顶端由静止滑下,离开B点后在水平部分滑行s=20m后停下,全程运动时间t=10s,求小孩在滑梯倾斜部分和水平部分的加速度大小分别是多少?
【答案】2.5m/s2;0.625 m/s2。
【解析】
【详解】设小孩滑到B点时速度为vB,根据匀变速运动的推论,有
=
解得vB=5m/s,设小孩在滑梯倾斜部分的加速度为a1,在水平部分的加速度为a2,根据匀变速运动速度与位移的关系,在AB段加速度大小
a1==2.5m/s2
在BC段加速度大小
a2===0.625 m/s2
答:小孩在滑梯倾斜部分的加速度大小为2.5m/s2,在水平部分的加速度大小为0.625 m/s2。
20. 如图所示为一质点做直线运动的v-t图像.求:
(1)前2s和后4s的加速度大小;
(2)从运动开始到停止的过程中,质点运动的平均速度大小.
【答案】(1) (2)
【解析】
【分析】(1)根据质点速度随时间的变化规律判断质点的运动情况,速度-时间图象的斜率表示加速度.
(2)速度-时间图象与坐标轴围成的面积表示位移,平均速度等于位移与时间之比.
【详解】(1)由图可知,前2s的加速度大小为
后 4s 的加速度大小
(2)从开始运动到停止的过程中,加速时间,匀速时间,减速时间,
质点位移,
解得:
【点睛】解决本题的关键知道速度—时间图线的物理意义,会通过速度时间图线判断物体的运动规律,以及掌握图线的斜率、图线与时间轴围成的面积表示的含义.
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