精品解析:北京市北京交通大学附属中学第二分校2025-2026学年高一上学期11月高一期中物理试卷
2026-08-26
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内容正文:
北京交大附中第二分校2025-2026学年度第一学期期中试卷
高一物理
说明:本试卷共6页,共100分。考试时长90分钟。
一、单选题(下列各小题中只有一个选项符合题意,共12小题,每小题3分,共36分)
1. 下列各组物理量中,全部是矢量的有( )
A. 力、位移、加速度
B. 重力、路程、速度
C. 时间、弹力、速度
D. 质量、位移、加速度
2. 关于教材中的四幅插图,下列说法中正确的是( )
A. 甲图中,在研究雄鹰翅膀扇动方式对飞行的影响时,雄鹰可看作质点
B. 乙图中,“45min”指时刻
C. 丙图中,选择不同的交通方式由北京去重庆,其位移的大小和路程都是相等的
D. 丁图中,诗句“卧看满天云不动,不知云与我俱东”中“云不动”是以船为参考系的
3. 关于速度和加速度,下列说法中正确的是( )
A. 加速度增大,速度一定增大 B. 速度变化量越大,加速度就越大
C. 物体有加速度,速度就增大 D. 物体速度很大,加速度可能为零
4. 某航母跑道长200m飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s2,起飞需要的最低速度为50m/s.那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为
A. 5m/s B. 10m/s C. 15m/s D. 20m/s
5. 如图是物理老师在课堂上演示形变的两个实验,实验中体现出的共同的物理思想方法是( )
A. 极限法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 放大法
6. 如图所示,一个物块放置在水平地面上,力作用在物块上,力与水平方向的夹角为。现沿水平和竖直两个方向分解力,这两个方向上的分力分别为和。则分力的大小为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,杯子静止在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A. 杯子对桌面的压力就是杯子所受的重力
B. 杯子所受弹力是由于杯子发生微小的形变而产生的
C. 杯子所受弹力的方向是竖直向下的
D. 杯子对桌面的压力和桌面对杯子的支持力是一对相互作用力
8. 如图所示,重为的物块靠在竖直墙面上,物块与墙壁间的动摩擦因数为,垂直于墙壁作用在物块表面的推力,现物块处于静止状态,则物块所受摩擦力的大小为( )
A. B. C. D.
9. 如图是关于车拉马、马拉车的问题,下列说法中正确的是( )
A. 马拉车不动,是因为马拉车的力小于车拉马的力
B. 马拉车前进,是因为马拉车的力大于车拉马的力
C. 马拉车,不论车动还是不动,马拉车的力的大小总是等于车拉马的力的大小
D. 马拉车不动或车匀速前进时,马拉车的力与车拉马的力才大小相等
10. 某航拍仪从地面由静止启动,在升力作用下匀加速竖直向上起飞。当上升到一定高度时,航拍仪失去动力。假设航拍仪在运动过程中沿竖直方向运动且机身保持姿态不变,其图像如图所示。由此可以判断( )
A. 时,航拍仪离地面最远 B. 时,航拍仪回到地面
C. 航拍仪在运动过程中上升的最大高度为 D. 航拍仪在上升过程中加速度最大值为
11. 将两根轻质弹簧上端挂在铁架台上,甲下端挂一个钩码,乙下端挂两个同样的钩码,静止时乙的伸长量是甲的伸长量的1.5倍,则甲、乙两弹簧的劲度系数之比为( )
A. 3:4 B. 1:2 C. 4:3 D. 3:2
12. 汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动,途中用了10s的时间通过一座长120m的桥。过桥后汽车的速度为16m/s,汽车可视为质点,则( )
A. 汽车过桥头时的速度为10m/s
B. 汽车的加速度为1.2m/s2
C. 汽车从出发点到桥头的距离为40m
D. 汽车从出发到过完桥所用时间为18s
二、多项选择题(共3小题,每小题3分,共9分)
13. 已知两个力的大小分别为3N、5N,则这两个力的合力大小可能是( )
A. 1N B. 3N C. 5N D. 10N
14. 如图所示的位移时间(x-t)图像和速度时间(v-t)图像中给出了四条图线,甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( )
A. 甲、丁两车做曲线运动,乙、丙两车做直线运动
B. 甲、乙两车在t1时刻相遇
C. 0~t1时间内,甲、乙两车的平均速度大小相等,方向相同
D. 0~t2时间内,丙、丁两车的平均速度大小相等,方向相同
15. 零时刻,甲、乙两物体从同一个位置出发沿同一条南北向的直线运动,取向北为正方向。甲做匀速直线运动,速度为10m/s。乙从静止开始运动,加速度随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在前10s内,乙的位移为100m B. 在第15s末,乙在甲北面20m处
C. 在前30s内,甲、乙相遇两次 D. 在第30s末,甲在乙北面200m处
三、实验探究题(每图1分、每空2分,共13分)
16. 在研究自由落体运动的时候我们做过两个实验。
(1)牛顿管实验:在一个两端封闭的玻璃管内,有质量不等的铁片和羽毛。玻璃管的一端有一个开关。实验一:打开开关,使玻璃管内部与外界相通,将玻璃管竖直放置,让铁片和羽毛从玻璃管上方同时由静止开始下落。实验二:把玻璃管内部抽成真空,关闭开关,再次将玻璃管竖直放置,让铁片和羽毛从玻璃管上方同时由静止开始下落。两次实验中,某时刻铁片和羽毛的下落情况如图中的甲、乙所示,其中管内抽成真空的是乙图。对比两次实验现象,可以得出的结论是:如果没有空气阻力,质量不等的物体下落快慢______(选填“相同”或“不同”)。
(2)某同学用如图1所示装置测定做自由落体运动物体的重力加速度大小(已知打点计时器电源的频率为50Hz)。
打出的纸带如图2所示,打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为______m/s,所测得的重力加速度大小为______。(均保留三位有效数字)
17. 某同学利用如图装置探究弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)弹簧自然悬挂,待弹簧稳定时,长度记为,以后每次增加50g钩码一个,弹簧长度依次记为至,数据如下表:
代表符号
数值(cm)
26.35
27.35
28.34
29.4
30.35
31.40
32.30
上表中有一个数值记录不规范,代表符号为______。
(2)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是弹簧弹力,横轴是弹簧长度与______的差值(填“或”)。
(3)在实验过程中,弹簧的形变始终在弹性限度内。该同学在坐标图中根据测量数据描出了坐标点。
①请你描绘出图线______;
②由图线可知,弹簧的劲度系数______N/m(结果保留两位有效数字)。
四、计算论述题(本题包括6小题,共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
18. 一摩托车沿平直公路以2m/s的速度开始做匀加速直线运动,经过10秒速度增加到18m/s,求:
(1)摩托车的加速度;
(2)摩托车10秒内的位移。
19. 公交车向东进站时的刹车过程可近似看作匀减速直线运动,进站时的速度为10,加速度大小为。求:
(1)公交车进站时2s末的速度;
(2)公交车刹车6s内的位移。
20. 全红婵在奥运会十米跳台项目勇得金牌。已知全红婵从离水面高度为H = 10 m的平台上跳水,她在空中的运动可以视为自由落体运动,落水后做匀减速直线运动,当速度为零时入水深度为4 m。运动过程中可将她视为质点,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)全红婵在空中运动的时间;
(2)全红婵刚落水时的速度大小;
(3)计算她落水后的加速度。
21. 如图所示,一质量为m=50kg的木箱,某人用F=200N的水平拉力拉木箱,使木箱在水平地面上匀速运动。重力加速度g取10m/s2,求:
(1)画出木箱的受力分析图;
(2)木箱受到地面的摩擦力f的大小;
(3)木箱与水平地面间的动摩擦因数µ。
22. 如图甲所示,倾角为的斜面与水平面始终保持静止,斜面上有质量的物体A,物体A恰好能沿斜面匀速下滑。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,当地重力加速度(已知,),则
(1)画出物体A的受力分析图
(2)求物块对斜面的压力;
(3)求物体A与斜面间的动摩擦因数;
(4)若对物体A施加水平向右推力,如图乙所示,使物体A在斜面上保持静止不动,求物体A所受摩擦力大小和方向?
23. 如图所示,物体m1通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且与物体m2相连,整个装置处于静止状态。已知m2=2kg,m3=3kg,m2与m3间动摩擦因数μ1=0.6,m3与地面间动摩擦因数μ2=0.2,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g取10m/s2。求:
(1)若m1=1kg,整个装置处于静止状态,轻绳OA、OB受到的拉力是多大?
(2)若m1=1kg,m3与地面间的摩擦力的大小;
(3)为使整个装置保持图示结构不变,物体m1质量最大不能超过多少?
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北京交大附中第二分校2025-2026学年度第一学期期中试卷
高一物理
说明:本试卷共6页,共100分。考试时长90分钟。
一、单选题(下列各小题中只有一个选项符合题意,共12小题,每小题3分,共36分)
1. 下列各组物理量中,全部是矢量的有( )
A. 力、位移、加速度
B. 重力、路程、速度
C. 时间、弹力、速度
D. 质量、位移、加速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.力.位移.加速度全鄯是矢量,A正确;
B.路程是标量,重力和速度是矢量,B错误;
C.时间是标量,弹力.速度是矢量,C错误;
D.质量是标量,位移和加速度是矢量,D错误。
选A。
2. 关于教材中的四幅插图,下列说法中正确的是( )
A. 甲图中,在研究雄鹰翅膀扇动方式对飞行的影响时,雄鹰可看作质点
B. 乙图中,“45min”指时刻
C. 丙图中,选择不同的交通方式由北京去重庆,其位移的大小和路程都是相等的
D. 丁图中,诗句“卧看满天云不动,不知云与我俱东”中“云不动”是以船为参考系的
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图中在研究雄鹰翅膀扇动方式对飞行的影响时,不能忽略雄鹰翅膀的形状和大小,不能把雄鹰看成质点,故A错误;
B.乙图中,“45min”是时间间隔,指时间。故B错误;
C.丙图中,选择不同的交通方式由北京去重庆,初末位置不变,则位移大小不变,但其路程不相等,故C错误;
D.丁图中“卧看满天云不动,不知云与我俱东”,“云不动”是以船参考系的,故D正确。
故选D。
3. 关于速度和加速度,下列说法中正确的是( )
A. 加速度增大,速度一定增大 B. 速度变化量越大,加速度就越大
C. 物体有加速度,速度就增大 D. 物体速度很大,加速度可能为零
【答案】D
【解析】
【详解】AC.加速度方向与速度方向相同时,物体加速,相反时,物体减速,所以,速度增大还是减小与加速度大小无关,故A、C错误;
B.速度变化量越大,速度变化的不一定越快,所以加速度不一定越大,故B错误;
D.若物体以很大的速度匀速直线运动,其加速度为零;故D正确。
故选D。
4. 某航母跑道长200m飞机在航母上滑行的最大加速度为6m/s2,起飞需要的最低速度为50m/s.那么,飞机在滑行前,需要借助弹射系统获得的最小初速度为
A. 5m/s B. 10m/s C. 15m/s D. 20m/s
【答案】B
【解析】
【详解】试题分析:由运动学公式,代人数据得:,故选B正确.
考点:匀变速直线运动的速度与位移的关系
【名师点睛】已知飞机的末速度、加速度和位移,代入公式,即可求出初速度;该题考查导出公式的应用,直接代入公式即可.
5. 如图是物理老师在课堂上演示形变的两个实验,实验中体现出的共同的物理思想方法是( )
A. 极限法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 放大法
【答案】D
【解析】
【详解】图甲中将桌面在力F作用下发生的形变通过反射光线在屏上光斑移动显示出来,采用放大法;图乙中,用手压琉璃瓶,琉璃瓶发生微小的变形,体积减小,由于管子很细,管中水位上升明显,即通过细管将瓶子的形变显示出来,采用的也是放大法。
故选D。
6. 如图所示,一个物块放置在水平地面上,力作用在物块上,力与水平方向的夹角为。现沿水平和竖直两个方向分解力,这两个方向上的分力分别为和。则分力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据力的分解原理可知
故选A。
7. 如图所示,杯子静止在水平桌面上,下列说法正确的是( )
A. 杯子对桌面的压力就是杯子所受的重力
B. 杯子所受弹力是由于杯子发生微小的形变而产生的
C. 杯子所受弹力的方向是竖直向下的
D. 杯子对桌面的压力和桌面对杯子的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【解析】
【详解】A.杯子放在水平桌面上保持静止,杯子受到的弹力是桌面对杯子的作用力,杯子受的重力是地球对杯子的作用力,两者产生的原因、施力物体和受力物体等都不同,故A错误;
B.杯子所受弹力是由于桌子发生微小的形变而产生的,故B错误;
C.杯子所受弹力即桌面给的支持力,方向垂直于接触面指向受力物体,即竖直向上,故C错误;
D.杯子对桌面的压力和桌面对杯子的支持力是杯子与桌面之间的相互作用,是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,重为的物块靠在竖直墙面上,物块与墙壁间的动摩擦因数为,垂直于墙壁作用在物块表面的推力,现物块处于静止状态,则物块所受摩擦力的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由于物块处于静止状态,竖直方向物块受到的静摩擦力大小等于物块的重力,即
故选A。
9. 如图是关于车拉马、马拉车的问题,下列说法中正确的是( )
A. 马拉车不动,是因为马拉车的力小于车拉马的力
B. 马拉车前进,是因为马拉车的力大于车拉马的力
C. 马拉车,不论车动还是不动,马拉车的力的大小总是等于车拉马的力的大小
D. 马拉车不动或车匀速前进时,马拉车的力与车拉马的力才大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】由牛顿第三定律可知,作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,作用力的方向在同一直线上。马拉车的力和车拉马的力是一对相互作用力,故总是大小相等,方向相反,与车所处的运动状态无关,不管是马拉车不动或者车匀速前进,还是加速或减速,马拉车的力与车拉马的力都是大小相等的。
故选C。
10. 某航拍仪从地面由静止启动,在升力作用下匀加速竖直向上起飞。当上升到一定高度时,航拍仪失去动力。假设航拍仪在运动过程中沿竖直方向运动且机身保持姿态不变,其图像如图所示。由此可以判断( )
A. 时,航拍仪离地面最远 B. 时,航拍仪回到地面
C. 航拍仪在运动过程中上升的最大高度为 D. 航拍仪在上升过程中加速度最大值为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由图可知前4s内,航拍仪是在升力作用下匀加速竖直向上起飞的过程,最后0.5s内是失去动力继续上升的过程,所以在时,航拍仪离地面最远,故AB错误;
C.根据速度图像图线所围面积表示位移可求得航拍仪在运动过程中上升的最大高度为
故C错误;
D.航拍仪在上升过程中前4s的加速度为
最后0.5s内的加速度为
故加速度最大值为,故D正确。
故选D。
11. 将两根轻质弹簧上端挂在铁架台上,甲下端挂一个钩码,乙下端挂两个同样的钩码,静止时乙的伸长量是甲的伸长量的1.5倍,则甲、乙两弹簧的劲度系数之比为( )
A. 3:4 B. 1:2 C. 4:3 D. 3:2
【答案】A
【解析】
【详解】设每个钩码的质量为m,对甲下面的钩码,根据受力平衡和胡克定律可得
对乙下面的钩码,根据受力平衡和胡克定律可得
且
解得
故选A。
12. 汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动,途中用了10s的时间通过一座长120m的桥。过桥后汽车的速度为16m/s,汽车可视为质点,则( )
A. 汽车过桥头时的速度为10m/s
B. 汽车的加速度为1.2m/s2
C. 汽车从出发点到桥头的距离为40m
D. 汽车从出发到过完桥所用时间为18s
【答案】C
【解析】
【详解】A.过桥的过程中,根据运动学公式,则有
可解得
A错误;
B.根据运动学公式,则有
可解得
B错误;
C.根据运动学公式,则有
可解得
C正确;
D.根据运动学公式,则有
可解得
所以总时间为
D错误。
故选C。
二、多项选择题(共3小题,每小题3分,共9分)
13. 已知两个力的大小分别为3N、5N,则这两个力的合力大小可能是( )
A. 1N B. 3N C. 5N D. 10N
【答案】BC
【解析】
【详解】根据两个力得合力取值范围计算方法
可知,两个力的大小分别为3N、5N时,合力得取值范围是
故AD错误BC正确。
故选BC。
14. 如图所示的位移时间(x-t)图像和速度时间(v-t)图像中给出了四条图线,甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( )
A. 甲、丁两车做曲线运动,乙、丙两车做直线运动
B. 甲、乙两车在t1时刻相遇
C. 0~t1时间内,甲、乙两车的平均速度大小相等,方向相同
D. 0~t2时间内,丙、丁两车的平均速度大小相等,方向相同
【答案】BC
【解析】
【详解】A.x-t图、v-t图均只能描述直线运动,不能描述曲线运动,故A错误;
B.由图可知,在t1时刻,甲乙两图线相交,表示物体相遇,故B正确;
C.根据平均速度公式
可知,0~t1时间内,甲、乙两车的位移相同,时间相同,则平均速度相同,故C正确;
D.0~t2时间内,丙车位移小于丁车位移,则0~t2时间内,丙车的平均速度小于丁车的平均速度,故D错误。
故选BC。
15. 零时刻,甲、乙两物体从同一个位置出发沿同一条南北向的直线运动,取向北为正方向。甲做匀速直线运动,速度为10m/s。乙从静止开始运动,加速度随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在前10s内,乙的位移为100m B. 在第15s末,乙在甲北面20m处
C. 在前30s内,甲、乙相遇两次 D. 在第30s末,甲在乙北面200m处
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.由乙的a-t图像可知,在前10s内从静止开始做匀加速直线运动,乙车的位移为,故A正确;
B.在0~15s内,甲车的位移为:x甲=v甲t0=10×15m=150m,方向向北;
在0~10s内,x1=100m;在10~15s内,乙车的位移为;
故乙车在0~15s内的位移为x乙=x1+x2=100m+75m=175m,方向向北;
故Δx=x乙-x甲=175m-150m=25m
即在第15s末,乙在甲北面25m处,故B错误;
C.在0~30s内,乙车先向北加速运动,再向北减速运动,再向南加速运动;甲车始终匀速向北运动;
在10s末,乙车的位移为x1=100m,方向向北;甲车的位移为:x甲C=v甲t甲C=10×10m=100m,方向向北。
可知,甲、乙在10s末第一次相遇;
在0~20s内,乙车的位移为:x′1=2x1=2×100m=200m,方向向北
在0~20s内,甲车的位移为:xC=v甲tC=10×20m=200m,方向向北;
可知,第20s末两者第二次相遇,在20s~30s内,乙车向南匀加速运动,甲车继续向北匀速运动,故在20s~30s内不再相遇,即0~30s内,甲、乙相遇两次,故C正确;
D.在0~30s内,甲车的位移为:x甲′=v甲t3=10×30m=300m,方向向北;
在0~20s内,乙车的位移为x′1=200m;第20s末,乙的速度为0,在20~30s内,乙车的位移为:
则在0~30s内,乙车的位移为:x乙′=x1+x3=200m-100m=100m,方向向北;
即有Δx′=x甲′-x乙′=300m-100m=200m,即甲在乙北面200m处,故D正确。
故选ACD。
三、实验探究题(每图1分、每空2分,共13分)
16. 在研究自由落体运动的时候我们做过两个实验。
(1)牛顿管实验:在一个两端封闭的玻璃管内,有质量不等的铁片和羽毛。玻璃管的一端有一个开关。实验一:打开开关,使玻璃管内部与外界相通,将玻璃管竖直放置,让铁片和羽毛从玻璃管上方同时由静止开始下落。实验二:把玻璃管内部抽成真空,关闭开关,再次将玻璃管竖直放置,让铁片和羽毛从玻璃管上方同时由静止开始下落。两次实验中,某时刻铁片和羽毛的下落情况如图中的甲、乙所示,其中管内抽成真空的是乙图。对比两次实验现象,可以得出的结论是:如果没有空气阻力,质量不等的物体下落快慢______(选填“相同”或“不同”)。
(2)某同学用如图1所示装置测定做自由落体运动物体的重力加速度大小(已知打点计时器电源的频率为50Hz)。
打出的纸带如图2所示,打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为______m/s,所测得的重力加速度大小为______。(均保留三位有效数字)
【答案】(1)相同 (2) ①. 1.17 ②. 9.75
【解析】
【小问1详解】
[1] 对比两次实验现象,可以得出的结论是:如果没有空气阻力,质量不等的物体下落快慢相同。
【小问2详解】
[1]AC和CE两点时间间隔T=0.04s,
解得
[2]由逐差法求加速度
解得
17. 某同学利用如图装置探究弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)弹簧自然悬挂,待弹簧稳定时,长度记为,以后每次增加50g钩码一个,弹簧长度依次记为至,数据如下表:
代表符号
数值(cm)
26.35
27.35
28.34
29.4
30.35
31.40
32.30
上表中有一个数值记录不规范,代表符号为______。
(2)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是弹簧弹力,横轴是弹簧长度与______的差值(填“或”)。
(3)在实验过程中,弹簧的形变始终在弹性限度内。该同学在坐标图中根据测量数据描出了坐标点。
①请你描绘出图线______;
②由图线可知,弹簧的劲度系数______N/m(结果保留两位有效数字)。
【答案】(1)L3 (2)
(3) ①. ②. 50
【解析】
【小问1详解】
弹簧自然悬挂,待弹簧稳定时,长度记为,用刻度尺测量长度时读数应估计到最小分度的下一位,可知L3 读数不规范,没有估读一位。
【小问2详解】
根据测量数据和胡克定律有
可知横轴是弹簧的长度与的差值。
【小问3详解】
①[1]如图
②[2] 根据胡克定律有
则图像的斜率为
四、计算论述题(本题包括6小题,共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
18. 一摩托车沿平直公路以2m/s的速度开始做匀加速直线运动,经过10秒速度增加到18m/s,求:
(1)摩托车的加速度;
(2)摩托车10秒内的位移。
【答案】(1);(2)100m
【解析】
【详解】(1)摩托车的加速度为
(2)由匀变速直线运动的位移时间关系得摩托车10秒内的位移为
19. 公交车向东进站时的刹车过程可近似看作匀减速直线运动,进站时的速度为10,加速度大小为。求:
(1)公交车进站时2s末的速度;
(2)公交车刹车6s内的位移。
【答案】(1)6m/s,方向向东
(2)25m,方向向东
【解析】
【小问1详解】
公交车进站时2s末速度的大小
方向向东。
【小问2详解】
公交车从刹车到停止运动的时间
所以,公交车刹车6s内位移的大小
方向向东。
20. 全红婵在奥运会十米跳台项目勇得金牌。已知全红婵从离水面高度为H = 10 m的平台上跳水,她在空中的运动可以视为自由落体运动,落水后做匀减速直线运动,当速度为零时入水深度为4 m。运动过程中可将她视为质点,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)全红婵在空中运动的时间;
(2)全红婵刚落水时的速度大小;
(3)计算她落水后的加速度。
【答案】(1)
(2)
(3)25 m/s2,方向竖直向上
【解析】
【小问1详解】
根据自由落体运动规律
可得
【小问2详解】
根据速度时间关系
可得
【小问3详解】
进入水中后做匀减速直线运动,则
可得
方向竖直向上。
21. 如图所示,一质量为m=50kg的木箱,某人用F=200N的水平拉力拉木箱,使木箱在水平地面上匀速运动。重力加速度g取10m/s2,求:
(1)画出木箱的受力分析图;
(2)木箱受到地面的摩擦力f的大小;
(3)木箱与水平地面间的动摩擦因数µ。
【答案】(1) (2)200N
(3)0.4
【解析】
【小问1详解】
木箱受重力、支持力、水平向左的摩擦力和向右的拉力F,受力分析图如图所示
【小问2详解】
由于木箱在水平地面上匀速运动,则木箱受到地面的摩擦力大小为
【小问3详解】
木箱对地面的压力为
则木箱与水平地面间的动摩擦因数为
22. 如图甲所示,倾角为的斜面与水平面始终保持静止,斜面上有质量的物体A,物体A恰好能沿斜面匀速下滑。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,当地重力加速度(已知,),则
(1)画出物体A的受力分析图
(2)求物块对斜面的压力;
(3)求物体A与斜面间的动摩擦因数;
(4)若对物体A施加水平向右推力,如图乙所示,使物体A在斜面上保持静止不动,求物体A所受摩擦力大小和方向?
【答案】(1) (2)80N,方向垂直斜面向下
(3)
(4)12N,方向沿斜面向上
【解析】
【小问1详解】
对小木块受力分析,受到重力、支持力和摩擦力,如图所示
【小问2详解】
根据力的合成关系可知,支持力大小为
根据牛顿第三定律可得压力为
方向垂直斜面向下
【小问3详解】
根据共点力平衡条件有
代入数据解得
【小问4详解】
假设摩擦力沿斜面向下,对A分析如图所示
A保持静止,沿斜面方向根据平衡条件可得
解得
“-”表示方向沿斜面向上,所以物体A所受摩擦力大小为12N,方向沿斜面向上。
23. 如图所示,物体m1通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且与物体m2相连,整个装置处于静止状态。已知m2=2kg,m3=3kg,m2与m3间动摩擦因数μ1=0.6,m3与地面间动摩擦因数μ2=0.2,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g取10m/s2。求:
(1)若m1=1kg,整个装置处于静止状态,轻绳OA、OB受到的拉力是多大?
(2)若m1=1kg,m3与地面间的摩擦力的大小;
(3)为使整个装置保持图示结构不变,物体m1质量最大不能超过多少?
【答案】(1)12.5N,7.5N;(2)7.5N;(3)
【解析】
【详解】(1)对结点O受力分析,则有
,
解得
,
(2)以m2、m3为整体,根据受力平衡可知,m3与地面间的摩擦力为
(3)m3与地面间的最大静摩擦力为
m2、m3间的最大静摩擦力为
则轻绳OB受到的最大拉力为
又
,
解得物体m1的最大质量为
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