精品解析:吉林长春市东北师范大学附属中学2025-2026学年高三上学期开学考物理试题
2026-09-08
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内容正文:
东北师范大学附属中学2025-2026高三上学期开学考物理试题
一、选择题(共10题,合计46分。其中1-7为单选题,每题4分,8-10为多选题,每题6分,全部全对得6分,选对但不全得3分,有错误选项的得0分)
1. 汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站,先做加速度大小为a的匀加速运动,位移大小为x;接着在t时间内做匀速运动;最后做加速度大小也为a的匀减速运动,到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为,则( )
A. B. C. D.
2. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目。如图所示,当运动员从直升机上由静止跳下后,在下落过程中将会受到水平风力的影响。下列说法中正确的是( )
A. 风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作
B. 运动员着地时的速度方向竖直向下
C. 运动员下落时间与风力无关
D. 运动员着地速度与风力无关
3. 如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时,物块A、B刚好要滑动,则μ的值为( )
A. B. C. D.
4. 质量为的凹槽静止在水平地面上,内壁为半圆柱面,截面如图所示,为半圆的最低点,为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触,内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动,力的方向始终沿圆弧的切线方向,在此过程中所有摩擦均可忽略,下列说法正确的是( )
A. 推力先增大后减小
B. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C. 墙面对凹槽的压力先增大后减小
D. 水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
5. 如图(甲)所示,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,地面对斜劈的摩擦力为Ff1,如图(乙)所示,若对该物块施加一平行于斜面向下的推力F1,使其加速下滑,则地面对斜劈的摩擦力为Ff2,如图(丙)所示,若对该物块施加一平行于斜面向上的推力F2,使其减速下滑,则地面对斜劈的摩擦力为Ff3,下列关于Ff1,Ff2,Ff3的大小关系正确的是( )
A. Ff1>0 B. Ff2>Ff3
C. Ff2<Ff3 D. Ff2=Ff3
6. 工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板,向坡底运送长方体建筑材料。如图所示,坡面与水平面夹角为,交线为PN,坡面内QN与PN垂直,挡板平面与坡面的交线为MN,。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,质量为m的滑块(视为质点)与水平面上MN段的动摩擦因数为,与其余部分的动摩擦因数为,且。第一次,滑块从I位置以速度向右滑动,通过MN段后停在水平面上的某一位置,整个运动过程中,滑块的位移大小为,所用时间为;第二次,滑块从Ⅱ位置以相同速度向右滑动,通过MN段后停在水平面上的另一位置,整个运动过程中,滑块的位移大小为,所用时间为。忽略空气阻力,则( )
A. B. C. D.
8. 汽车运送圆柱形工件的示意图如图所示。图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器,假设圆柱形工件表面光滑,汽车静止不动时Q传感器示数为零,P、N传感器示数不为零。当汽车向左匀加速启动过程中,P传感器示数为零,而Q、N传感器示数不为零。已知sin 15°=0.26,cos 15°=0.97,tan 15°=0.27,g=10m/s2。则汽车向左匀加速启动的加速度可能为( )
A. 3m/s2 B. 2.5m/s2
C. 2m/s2 D. 1.5m/s2
9. 在足够长的倾斜长直轨道上,先后将甲、乙两个相同滑块以相同的初速度在同一位置沿倾斜轨道向斜上方弹出,它们运动的v—t图像如图所示,滑块视为质点。据图可知下列说法正确的是( )
A. 该轨道是光滑轨道
B. t=4s时,两滑块相对于出发点的位移相等
C. 两滑块回到出发点时的速度大小为10m/s
D. 甲滑块4s内的平均速度大小为5m/s
10. 如图所示,一长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上放质量分别为和的A、B两物块,A、B与木板之间的动摩擦因数均为,水平恒力F作用在A物块上。取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 若,则物块、木板都静止不动
B. 若,则A、B物块所受摩擦力大小都为1N
C. 若,则B物块所受摩擦力大小为4N
D. 若,则B物块的加速度大小为1m/s2
二、实验题(每空2分,合计16分)
11. 某同学用两根完全相同的轻弹簧和一瓶矿泉水等器材验证“力的平行四边形定则”。实验时,先将一弹簧一端固定在墙上的钉子A上,另一端挂矿泉水瓶,如图甲所示;然后将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子A、B上,另一端与连接于结点O,在结点O挂矿泉水瓶,静止时用智能手机的测角功能分别测出、与竖直方向的偏角、,如图乙所示。改变钉子B的位置,按照上述方法多测几次。
(1)依据上述方案并根据力的平行四边形定则,为画出力的合成图,必须的操作是___________(选填选项前的字母)。
A.实验中要使、长度相同
B.要测量弹簧的原长
C.要测量图甲、乙中弹簧的长度
D.实验中要使结点O的位置始终固定不变
(2)根据实验原理及操作,为验证力的平行四边形定则,在作图时,图中___________(选填“丙”或“丁”)是正确的。
(3)某次实验中测得乙图中,,保持偏角不变,将从乙图中位置沿顺时针缓慢转到水平位置,则中弹簧的长度将___________,中弹簧的长度将___________(选填“一直增大”“一直减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”)。
12. 某同学设计了如图所示的实验装置来“探究甲物块的加速度与其所受合力的关系”。
(1)按如上图所示连接好实验装置。
(2)将物块甲靠近打点计时器,先接通电源,再同时释放物块甲与乙,打出一条纸带,同时记录力传感器的读数F。要使甲拖动纸带向上运动,则两物块的质量必须满足________。
A. B. C.
(3)某次实验中打出的纸带如下图所示。在纸带上取A、B、C、D,E共5个相邻的计数点,两计数点间还有四个点未画出,已知打点计时器采用50 Hz的交流电,测出各点间的距离分别为,,,,根据纸带可求出C点的瞬时速度为________m/s,加速度为________m/s2(结果均保留两位有效数字)。
(4)改变乙物块质量重复步骤(2)(3),记录每次力传感器的示数F,并计算出对应该纸带的加速度大小a。
(5)以力传感器示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出如下图所示的a—F图,不计轻质滑轮质量及摩擦。可得出甲物块的质量________(用字母b、c表示),乙物块质量越大,力传感器的示数越大,其最大值趋近于________(用字母b表示)。
三、解答题(共38分)
13. 重150N的光滑球A悬空靠在墙和木板B之间,木板B的重力为1500N,且静止在水平地板上,如图所示,求
(1)墙和木块B所受压力各为多少?
(2)水平地板所受的压力和木块B所受的摩擦力各为多少?
14. 如图所示,一速度为沿顺时针匀速转动的水平传送带,与倾角的粗糙足够长斜面平滑连接,一质量为的小物块,与斜面间的动摩擦因数为,与传送带间的动摩擦因数为,现有小物块以初速度从斜面底端沿斜面上滑。重力加速度。,。求:
(1)小物块沿斜面上滑的最大距离;
(2)若小物块由斜面下滑到传送带上时不会从左端滑下,小物块从离传送带右端最远点到再次滑回到传送带右端所用的时间。
下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害.某地有一倾角为θ=37°(sin37°=)的山坡C,上面有一质量为m的石板B,其上下表面与斜坡平行;B上有一碎石堆A(含有大量泥土),A和B均处于静止状态,如图所示.假设某次暴雨中,A浸透雨水后总质量也为m(可视为质量不变的滑块),在极短时间内,A、B间的动摩擦因数μ1减小为,B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5,A、B开始运动,此时刻为计时起点;在第2s末,B的上表面突然变为光滑,μ2保持不变.已知A开始运动时,A离B下边缘的距离l=27m,C足够长,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10m/s2,求:
15. 在0~2s时间内A和B加速度的大小;
16. A在B上总的运动时间。
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东北师范大学附属中学2025-2026高三上学期开学考物理试题
一、选择题(共10题,合计46分。其中1-7为单选题,每题4分,8-10为多选题,每题6分,全部全对得6分,选对但不全得3分,有错误选项的得0分)
1. 汽车由静止开始沿直线从甲站开往乙站,先做加速度大小为a的匀加速运动,位移大小为x;接着在t时间内做匀速运动;最后做加速度大小也为a的匀减速运动,到达乙站时速度恰好为0。已知甲、乙两站之间的距离为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知,设匀加速直线运动时间为,匀速运动的速度为,
匀加速直线运动阶段,由位移公式
根据逆向思维,匀减速直线运动阶段的位移等于匀加速直线运动阶段的位移,
则匀速直线运动阶段有
联立解得
再根据
解得
BCD错误,A正确。
故选A。
2. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目。如图所示,当运动员从直升机上由静止跳下后,在下落过程中将会受到水平风力的影响。下列说法中正确的是( )
A. 风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作
B. 运动员着地时的速度方向竖直向下
C. 运动员下落时间与风力无关
D. 运动员着地速度与风力无关
【答案】C
【解析】
【详解】AC.运动员下落时间只与竖直方向上的运动有关,与风力的大小无关,故A错误,C正确;
BD.运动员在水平方向上受到风力的作用会有速度,风力越大,则水平方向的速度越大,运动员着地时的速度不是竖直向下的,且速度的大小与风力有关,故BD错误。
故选C。
3. 如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时,物块A、B刚好要滑动,则μ的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当木板与水平面的夹角为时,两物块刚好滑动,对A物块受力分析如图
沿斜面方向,A、B之间的滑动摩擦力
根据平衡条件可知
对B物块受力分析如图
沿斜面方向,B与斜面之间的滑动摩擦力
根据平衡条件可知
两式相加,可得
解得
故选C。
4. 质量为的凹槽静止在水平地面上,内壁为半圆柱面,截面如图所示,为半圆的最低点,为半圆水平直径的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触,内有一质量为的小滑块。用推力推动小滑块由A点向点缓慢移动,力的方向始终沿圆弧的切线方向,在此过程中所有摩擦均可忽略,下列说法正确的是( )
A. 推力先增大后减小
B. 凹槽对滑块的支持力先减小后增大
C. 墙面对凹槽的压力先增大后减小
D. 水平地面对凹槽的支持力先减小后增大
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB .对滑块受力分析,由平衡条件有
滑块从A缓慢移动B点时,越来越大,则推力F越来越大,支持力N越来越小,所以AB错误;
C.对凹槽与滑块整体分析,有墙面对凹槽的压力为
则越来越大时,墙面对凹槽的压力先增大后减小,所以C正确;
D.水平地面对凹槽的支持力为
则越来越大时,水平地面对凹槽的支持力越来越小,所以D错误;
故选C。
5. 如图(甲)所示,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,地面对斜劈的摩擦力为Ff1,如图(乙)所示,若对该物块施加一平行于斜面向下的推力F1,使其加速下滑,则地面对斜劈的摩擦力为Ff2,如图(丙)所示,若对该物块施加一平行于斜面向上的推力F2,使其减速下滑,则地面对斜劈的摩擦力为Ff3,下列关于Ff1,Ff2,Ff3的大小关系正确的是( )
A. Ff1>0 B. Ff2>Ff3
C. Ff2<Ff3 D. Ff2=Ff3
【答案】D
【解析】
【详解】由于(甲)图中物块在斜面上匀速运动,把斜面和物块当做整体,则整体受到的合外力为零,故地面对斜劈没有摩擦力,即
Ff1=0
图(乙)、(丙)中,物块受重力、支持力、沿着斜面向上的摩擦力、推力,垂直斜面方向平衡,故支持力
FN=mgcosθ
故滑动摩擦力为
Ff=μFN=μmgcosθ
即支持力和摩擦力均相同,则物块对斜面的力也相同,由平衡关系可知,地面对斜劈的静摩擦力相同,故
Ff2=Ff3
故选D。
6. 工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板,向坡底运送长方体建筑材料。如图所示,坡面与水平面夹角为,交线为PN,坡面内QN与PN垂直,挡板平面与坡面的交线为MN,。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律
可得
故选B。
7. 如图所示,质量为m的滑块(视为质点)与水平面上MN段的动摩擦因数为,与其余部分的动摩擦因数为,且。第一次,滑块从I位置以速度向右滑动,通过MN段后停在水平面上的某一位置,整个运动过程中,滑块的位移大小为,所用时间为;第二次,滑块从Ⅱ位置以相同速度向右滑动,通过MN段后停在水平面上的另一位置,整个运动过程中,滑块的位移大小为,所用时间为。忽略空气阻力,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】CD.对两种运动的整个过程根据能量守恒有,
可得,故CD错误;
AB.根据牛顿第二定律
可得
由于,故滑块在MN上时的加速度大,根据前面分析可知两次运动的总位移相等,即两次运动过程中图像与横轴围成的面积相等,由于第二次时滑块距离M点的距离较近,根据公式可知第二次到达M点时速度较大,作出整个过程中两种运动状态的图像
可得,故A正确,B错误;
故选A。
8. 汽车运送圆柱形工件的示意图如图所示。图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器,假设圆柱形工件表面光滑,汽车静止不动时Q传感器示数为零,P、N传感器示数不为零。当汽车向左匀加速启动过程中,P传感器示数为零,而Q、N传感器示数不为零。已知sin 15°=0.26,cos 15°=0.97,tan 15°=0.27,g=10m/s2。则汽车向左匀加速启动的加速度可能为( )
A. 3m/s2 B. 2.5m/s2
C. 2m/s2 D. 1.5m/s2
【答案】A
【解析】
【详解】当汽车向左匀加速启动过程中,P传感器示数为零而Q、N传感器示数不为零,对圆柱形工件进行受力分析,如图所示。
在竖直方向上根据平衡条件有
FQ+G=FNcos 15°
在水平方向上根据牛顿第二定律得
FNsin 15°=ma
联立以上两式可得
故A可能,BCD不可能。
故选A。
9. 在足够长的倾斜长直轨道上,先后将甲、乙两个相同滑块以相同的初速度在同一位置沿倾斜轨道向斜上方弹出,它们运动的v—t图像如图所示,滑块视为质点。据图可知下列说法正确的是( )
A. 该轨道是光滑轨道
B. t=4s时,两滑块相对于出发点的位移相等
C. 两滑块回到出发点时的速度大小为10m/s
D. 甲滑块4s内的平均速度大小为5m/s
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】A. 由图中甲的运动图线可知,甲上滑和下滑的加速度相同,说明滑块只受重力和支持力,即该轨道是光滑轨道,故A正确;
B. 由图线可知,甲在t=4s时的位移
x甲
乙在t=4s时的位移
x乙
即t=4s时,两滑块相对于出发点的位移相等,故B正确;
C. 由图线可知,两滑块碰撞后速度都变为0,沿轨道向下运动的加速度大小为
碰撞发生在t=4s时,此时两滑块离出发点的距离为20m,由可得两滑块回到出发点时的速度大小为
故C错误;
D. 甲滑块4s内的平均速度大小为
故D正确。
故选ABD。
10. 如图所示,一长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上放质量分别为和的A、B两物块,A、B与木板之间的动摩擦因数均为,水平恒力F作用在A物块上。取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 若,则物块、木板都静止不动
B. 若,则A、B物块所受摩擦力大小都为1N
C. 若,则B物块所受摩擦力大小为4N
D. 若,则B物块的加速度大小为1m/s2
【答案】BD
【解析】
【详解】A.A与木板间的最大静摩擦力
当,木板与AB保持相对静止,整体在外力F作用下匀加速运动,A错误;
B.若,整体加速度
对A有
解得
对B有
B正确;
C.若,A在木板上滑动,B和木板整体受到的摩擦力为滑动摩擦力2N,轻木板质量不计,所以B的加速度
对B受力分析摩擦力提供加速度
C错误;
D.,B和木板整体受到的摩擦力为滑动摩擦力2N,轻木板质量不计,所以B的加速度
D正确。
故选BD。
二、实验题(每空2分,合计16分)
11. 某同学用两根完全相同的轻弹簧和一瓶矿泉水等器材验证“力的平行四边形定则”。实验时,先将一弹簧一端固定在墙上的钉子A上,另一端挂矿泉水瓶,如图甲所示;然后将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子A、B上,另一端与连接于结点O,在结点O挂矿泉水瓶,静止时用智能手机的测角功能分别测出、与竖直方向的偏角、,如图乙所示。改变钉子B的位置,按照上述方法多测几次。
(1)依据上述方案并根据力的平行四边形定则,为画出力的合成图,必须的操作是___________(选填选项前的字母)。
A.实验中要使、长度相同
B.要测量弹簧的原长
C.要测量图甲、乙中弹簧的长度
D.实验中要使结点O的位置始终固定不变
(2)根据实验原理及操作,为验证力的平行四边形定则,在作图时,图中___________(选填“丙”或“丁”)是正确的。
(3)某次实验中测得乙图中,,保持偏角不变,将从乙图中位置沿顺时针缓慢转到水平位置,则中弹簧的长度将___________,中弹簧的长度将___________(选填“一直增大”“一直减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”)。
【答案】 ①. BC ②. 丙 ③. 一直增大 ④. 先减小后增大
【解析】
【详解】(1)[1]ABC.实验中,甲图用来测量合力,乙图用来测量两个分力,根据胡克定律,力的大小与弹簧伸长量成正比,力的大小可用弹簧伸长量来表示,因此必须测量弹簧的伸长量,但、长度不必相同,A错误,B正确,C正确;
D.实验中重物重力是定值,所以不必保证O点固定不变,D错误。
故选BC。
(2)[2]实验中矿泉水瓶的重力方向始终竖直向下,所以x1需要沿着竖直方向,故丙图是正确的。
(3)[3][4]对O点受力分析,O点处于动态平衡中,重力大小方向不变,OA绳中拉力方向不变,根据平行四边形定则易得OA中弹力将一直变大,OB中弹力将先减小后增大,如图所示。
所以OA中弹簧的长度将一直增大,OB中弹簧的长度将先减小后增大。
12. 某同学设计了如图所示的实验装置来“探究甲物块的加速度与其所受合力的关系”。
(1)按如上图所示连接好实验装置。
(2)将物块甲靠近打点计时器,先接通电源,再同时释放物块甲与乙,打出一条纸带,同时记录力传感器的读数F。要使甲拖动纸带向上运动,则两物块的质量必须满足________。
A. B. C.
(3)某次实验中打出的纸带如下图所示。在纸带上取A、B、C、D,E共5个相邻的计数点,两计数点间还有四个点未画出,已知打点计时器采用50 Hz的交流电,测出各点间的距离分别为,,,,根据纸带可求出C点的瞬时速度为________m/s,加速度为________m/s2(结果均保留两位有效数字)。
(4)改变乙物块质量重复步骤(2)(3),记录每次力传感器的示数F,并计算出对应该纸带的加速度大小a。
(5)以力传感器示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出如下图所示的a—F图,不计轻质滑轮质量及摩擦。可得出甲物块的质量________(用字母b、c表示),乙物块质量越大,力传感器的示数越大,其最大值趋近于________(用字母b表示)。
【答案】 ①. C ②. 0.74 ③. 1.9 ④. ⑤. 2b
【解析】
【详解】(2)[1]要使甲拖动纸带向上运动,则两物块的质量必须满足甲的质量小于乙的质量,才能使甲物体向上运动,满足实验条件,故选C。
(3)[2]两计数点间还有四个点未画出,可知相邻计数点时间间隔为
C点的速度为
[3]纸带上AC,CD两段所用时间相等,由匀变速直线运动的推论可得:
(5)[4]对甲物块,根据牛顿第二定律有
又
解得
可知图线的斜率
解得
[5]对甲乙整体分析,根据牛顿第二定律得
解得
设力传感器示数为F,对甲物体由牛顿第二定律得
解得
故当乙物块质量越大时,越来越小,故而F最大值趋近于;由图像可知,x轴截距
故F最大值趋近于。
三、解答题(共38分)
13. 重150N的光滑球A悬空靠在墙和木板B之间,木板B的重力为1500N,且静止在水平地板上,如图所示,求
(1)墙和木块B所受压力各为多少?
(2)水平地板所受的压力和木块B所受的摩擦力各为多少?
【答案】(1)N1=300N ,N2=150N; (2)N3= 1650N,f=150N
【解析】
【分析】(1)先对小球A受力分析,然后根据共点力平衡条件列式求解球受到的弹力,最后根据牛顿第三定律求解其反作用力;
(2)对木块B受力分析,然后根据平衡条件列式求解 摩擦力和地面的支持力,最后根据牛顿第三定律求解其对地面的压力.
【详解】(1)小球A和木块B受力分析如图所示,用N1、N2、N3、 分别表示木块对A的弹力、墙壁对A的支持力、地面对木块的支持力和小球对木块的弹力
对小球A,根据共点力平衡条件,有:
N1sin60°=N2① N1cos60°=GA②
由以上两式得
N2=150N,N1=300N
根据牛顿第三定律,墙壁受到的压力
N′2=150N
木块B所受到的压力
N1′=300N
(2)对木块B受力分析,如图所示,根据共点力平衡条件,有
N1′cos60°+GB=N3 ③,N1′sin60°=f ④
把N1′=300N代入③④可得
N3=1650N,f=150N
根据作用力和反作用力的关系,水平地板所受的压力
N'3=1650N
【点睛】本题关键对两个物体受力分析后,运用共点力平衡条件列式求解未知力,最后结合牛顿第三定律求解反作用力。
14. 如图所示,一速度为沿顺时针匀速转动的水平传送带,与倾角的粗糙足够长斜面平滑连接,一质量为的小物块,与斜面间的动摩擦因数为,与传送带间的动摩擦因数为,现有小物块以初速度从斜面底端沿斜面上滑。重力加速度。,。求:
(1)小物块沿斜面上滑的最大距离;
(2)若小物块由斜面下滑到传送带上时不会从左端滑下,小物块从离传送带右端最远点到再次滑回到传送带右端所用的时间。
【答案】(1)5m;(2)1.125s
【解析】
【详解】(1)小物块以初速度沿斜面上滑时,由牛顿第二定律得
设小物块沿斜面上滑距离为
由以上两式解得
(2)小物块沿斜面下滑时,由牛顿第二定律得
设小物块下滑至斜面底端时的速度为
设小物块在传送带上滑动时的加速度为,由牛顿第二定律得
设物块在传送带向左滑动的最大距离为
设物块从传送带由左向右加速运动到和传送带共速运动的距离为
解得
小物块先加速再随传送带做匀速运动,设小物块加速至与传送带共速用时
设小物块匀速运动用时
设小物块从离传送带右侧最远点到再次滑回传送带右端的时间为
由以上各式解得
下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害.某地有一倾角为θ=37°(sin37°=)的山坡C,上面有一质量为m的石板B,其上下表面与斜坡平行;B上有一碎石堆A(含有大量泥土),A和B均处于静止状态,如图所示.假设某次暴雨中,A浸透雨水后总质量也为m(可视为质量不变的滑块),在极短时间内,A、B间的动摩擦因数μ1减小为,B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5,A、B开始运动,此时刻为计时起点;在第2s末,B的上表面突然变为光滑,μ2保持不变.已知A开始运动时,A离B下边缘的距离l=27m,C足够长,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10m/s2,求:
15. 在0~2s时间内A和B加速度的大小;
16. A在B上总的运动时间。
【答案】(1)3m/s2; 1m/s2;(2)4s
【解析】
【详解】
【小题1】在0-2s内,A和B受力如图所示
由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得,,,
以沿着斜面向下为正方向,设A和B的加速度分别为和,由牛顿第二定律可得,
联立以上各式可得a1=3m/s2,a2=1m/s2
【小题2】在t1=2s,设A和B的速度分别为v1、v2,则v1=a1t1=6m/s ,v2=a2t1=2m/s
t>t1时,设A和B的加速度分别为,;此时 AB之间摩擦力为零,同理可得,
即B做匀减速,设经时间,B的速度减为零,则
联立可得t2=1s
在t1+t2时间内,A相对于B运动的距离为
此后B静止不动,A继续在B上滑动,设再经时间后t3,A离开B,则有
可得t3=1s(另一解不合题意,舍去)
则A在B上的运动时间为t总=t1+t2+t3=4s
(利用下面的速度图象求解,正确的,参照上述答案信参考给分)
【方法技巧】本题主要是考查多过程问题,要特别注意运动过程中摩擦力的变化问题.要特别注意两者的运动时间不一样的,也就是说不是同时停止的.
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