专题04 运动和力的关系(期中真题汇编,湖北专用)高一物理上学期
2026-09-15
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摘要:
**基本信息**
高中物理运动和力专题期中试题汇编,整合湖北十堰八校、沙市中学等名校期中真题,覆盖牛顿定律、实验探究等5大高频考点,以电磁弹射、传送带等真实情境设计问题,注重实验操作与综合应用能力考查。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择|15题|牛顿第一定律(生活实例)、运动与力关系(雨滴下落)|结合科技热点(福建舰舰载机)、生活现象(推沙发)|
|实验|3题|打点计时器使用、平衡摩擦力、加速度计算|考查实验操作细节(如220V交流电压)、误差分析|
|计算|5题|斜面运动、连接体、传送带模型|综合应用牛顿定律,设计多过程问题(如电磁弹射起飞)|
内容正文:
专题04 运动和力的关系
5大高频考点
1. 牛顿第一定律
2. 实验:探究加速度与力、质量的关系
3. 牛顿第二定律
4. 牛顿运动定律的应用
5. “传送带”模型中的动力学问题
考点1 牛顿第一定律
1.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)生活中处处有物理,物理与生活息息相关,物理规律往往需要实验来论证、推理、归纳等,比如,用力推沙发,用力踢足球,牛顿第一定律等,下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,某人用平行于地面的力推沙发,沙发未被推动,是因为推力小于摩擦力
B. 图乙中,球网对足球的弹力大于足球对球网的弹力
C. 图丙中,百米赛跑运动员跑到终点时不能立刻停下来是由于运动员具有惯性
D. 图丁中,航天员可以在空间站实验舱内进行牛顿第一定律的实验验证
2.(2025-2026高一上·湖北省沙市中学·期中)在物理学发展过程中,许多物理学家做出了伟大贡献,多种科学方法的出现推动了人类社会的进步,以下叙述正确的是( )
A. 牛顿第一定律可以通过实验得到验证
B. 伽利略猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证
C. 速度的定义式表示在时刻的瞬时速度是应用了极限法
D. 不考虑物体本身形状和大小的影响时,用质点来代替物体的方法是等效替代法
考点2 实验:探究加速度与力、质量的关系
1.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第一中学·期中)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图所示的装置
(1)实验中使用的是电火花计时器,其工作电压是 ;
A.约为8V的直流电压 B.约为8V交流电压
C.220V直流电压 D.220V交流电压
(2)为使小车所受合力等于细线的拉力,应采取的措施是平衡摩擦力,具体的操作是 ;
A、将木板的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B、将木板的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C、将木板的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D、将木板的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
(3)要使细线的拉力约等于钩码的总重力,应满足的条件是小车的质量要 钩码的质量(填“等于”或“远小于”或“远大于”);
(4)实验中获得一条纸带,如图所示其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz,则打A点时小车运动的速度大小 m/s,小车运动的加速度大小 m/s2(计算结果要求保留两位有效数字)。
2.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)用如图甲所示的装置可以完成两个实验,实验一“探究小车速度随时间的变化规律”,实验二“探究加速度与力、质量的关系”。
(1)这两个实验中,必须要补偿摩擦阻力的是______。
A. 仅实验一 B. 仅实验二
C. 两个实验都要
(2)实验二中,将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上,小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连,小车与纸带相连,打点计时器所用交流电的频率为。补偿摩擦阻力后,在保持小车质量不变的情况下,放开砂桶,小车加速运动,处理纸带得到小车运动的加速度为a;改变砂桶中砂子的质量,重复实验三次。
在验证“质量一定,加速度a与合外力F的关系”时,某学生根据实验数据作出了如图乙所示的图像,其中图线不过原点并在末端发生了弯曲,产生这种现象的原因可能是______。
A. 没有补偿摩擦阻力,且小车质量较大
B. 补偿摩擦阻力时,木板的倾斜角度过大,且砂和砂桶的质量较大 C. 补偿摩擦阻力时,木板的倾斜角度过小,且砂和砂桶的质量较大
D. 补偿摩擦阻力时,木板的倾斜角度过小,且小车质量较大
(3)实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示,图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,则小车在B点的速度为 m/s,小车运动的加速度 ;(结果保留三位有效数字)
(4)在(2)中,小车质量M一定,改变砂桶中砂子的质量,砂桶和砂子的总质量为m,根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和砂子的总质量m之间的关系图像如图丁所示,则小车的质量 kg。()(结果保留两位有效数字)
3.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)在用如图所示的装置验证牛顿第二定律的实验中,保持小车质量一定时,验证小车加速度a与合力F的关系。
(1)补偿阻力的方法是:调整轨道的倾斜度
A. 小车在轨道上保持静止 B. 打点计时器不打点,小车不受牵引时,小车拖动纸带沿轨道做匀速运动
C. 挂上槽码,让打点计时器打点,小车拖动纸带沿轨道做匀速运动 D. 不挂槽码,让打点计时器打点,小车拖动纸带沿轨道做匀速运动
(2)本实验采用的研究方法和下列哪个实验的方法是相同的( )
A. 研究桌面的微小形变 B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系
(3)某同学得到了如图所示的一条纸带,频率为50Hz,由此纸带得到小车加速度的大小a= m/s2。其中每两个计数点之间还有四个点未画出,结果保留两位有效数字
(4)若多次增大槽码的质量进行实验,得到槽码的质量m及对应的小车运动的加速度a,作出图像如图中实线所示,在O点作曲线的切线如图中虚线所示,并在虚线上取一点q,在曲线部分取一点p,p、q对应的横坐标都为m1,已知重力加速度大小为g,若小车的质量为M,则aq与ap的比值为 用M、m1表示。
考点3 牛顿第二定律
1.(2025-2026高一上·湖北省武汉市部分重点中学·期中)如图所示,一小物块以的初速度滑上倾角为的足够长光滑斜面。已知重力加速度大小取,则1s内物块的位移大小为( )
A.
B.
C.
D.
2.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)(多选)一足够长的光滑斜面倾角为,固定在水平地面上,劲度系数为的轻弹簧分别与质量为的物块和固定在斜面上的挡板连接,初始时物块处于静止状态,如图所示。现用一沿斜面向上的力拉物块,使物块沿斜面向上做加速度大小为的匀加速直线运动。弹簧始终处于弹性限度内且与物块不粘连,重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 物块沿斜面运动过程中,力一直增大
B. 刚施加力时,其大小为
C. 未施加力时弹簧的压缩量为
D. 从刚施加力到弹簧恢复原长时,经过的时间为
3.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)如图所示,两相同物体A、B放在粗糙水平面上,通过一根倾斜的轻绳连接。若用恒力向左拉物体A,两物体运动的加速度大小为、绳中的张力为;若用大小相等的恒力向右拉物体B,两物体运动的加速度大小为、绳中的张力为。则( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
4.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)如图,在倾角的长为斜面底端有一个物体,某同学用与斜面平行的恒定拉力作用在物体上,使其由静止开始运动。一段时间后撤去拉力,物体恰好运动到斜面顶端。已知斜面与物体间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g。若要物体的整个运动过程用时尽量短,则所用时间趋近于( )
A.
B.
C.
D.
5.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)如图所示,小车静止,物块A、B用绕过固定在车顶的两定滑轮的轻绳悬挂,锁定物块A、B均处于静止状态,滑轮两边的轻绳竖直,A与车厢光滑后壁刚好接触。已知物块A、B的质量之比为,重力加速度为g;若让小车以加速度a向右做匀加速运动,解除对A的锁定,物块A相对车厢仍保持相对静止,则车子运动的加速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
6.(2025-2026高一上·湖北省沙市中学·期中)(多选)如图所示,系在墙上的轻绳通过轻质动滑轮连接滑块P、Q,两滑块的质量均为2kg,与水平地面间的动摩擦因数均为0.5。现对P施加水平向左的拉力F=60N,使P向左匀加速直线运动,绕过动滑轮的两段轻绳始终水平,不计轻绳与滑轮间的摩擦,重力加速度取10m/s2,下列说法正确的是( )
A. P的加速度大小为3m/s2
B. Q的加速度大小为5m/s2
C. 轻绳对Q的拉力大小为22N
D. 轻绳对Q的拉力大小为20N
7.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)如图所示,将质量m=1kg的圆环套在固定的倾斜足够长的直杆上,杆的倾角为,环的直径略大于杆的截面直径.对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角为的拉力 ,使圆环由静止开始沿杆加速向上运动,已知环与杆间动摩擦因数.求
(1)F作用t=2s时圆环的速度是多大?
(2)2s后撤去力F,求圆环继续沿杆上滑的最大距离是多少?
8.(2025-2026高一上·湖北省沙市中学·期中)如图所示,斜面倾角为37°,斜面BC与水平面AB圆滑连接。质量的物体静止于水平面上的M点,M点距B点之间的距离,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为,现使物体受到一水平向右的恒力持续作用后,撤去该力,物体运动到斜面最高点C点速度为零。已知,,取,求:
(1)BC间的距离;
(2)物体最终停在何处;
(3)物体运动的总时间。
考点4 牛顿运动定律的应用
1.(2025-2026高一上·湖北武汉部分学校·期中)2024年6月11日,我国“力箭一号遥八”运载火箭发射升空,将搭载的巴基斯坦遥感卫星02星、中科卫星03星和04星共3颗卫星顺利送入预定轨道,飞行试验任务获得圆满成功。下列说法正确的是( )
A. 工程师在设计火箭时,不需要考虑空气阻力作用
B. 火箭飞出地球大气层后,将不再受到重力作用
C. 火箭点火升空瞬间,速度为零,加速度也为零
D. 火箭竖直向上加速阶段,加速度与速度的方向相同
2.(2025-2026高一上·湖北省沙市中学·期中)如图所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是( )
A.
B. ma
C.
D.
3.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)某同学在研究雨滴下落的规律查阅资料时了解到:较大的雨滴从大约1000m的高空形成并下落,到达地面前已经匀速运动,雨滴在下落过程中,阻力与速度满足的关系式为:f=kv2,其中,k是比例系数,v是雨滴速率,设雨滴下落时质量保持不变,下列说法中正确的是( )
A. 比例系数k的单位是kg/m2
B. 雨滴先加速,后减速,最终匀速
C. 雨滴做的是加速度减小的减速运动,当加速度为零时,位移最大
D. 雨滴做的是加速度减小的加速运动,当加速度为零时,速度最大
4.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)一辆货车载着完全相同且质量均为m的光滑圆柱形空油桶。在车厢底,一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上一层只有一只油桶c,自由地摆放在油桶a、b上面,没有绳索固定。桶c受到桶a、b的支持力,和汽车一起保持相对静止,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 当货车匀速直线运动时,油桶c对油桶a的压力大于油桶a对油桶c的支持力
B. 当货车向右以加速度a做匀加速速直线运动时,油桶a、b对油桶c的作用力为ma
C. 当货车向右加速运动的加速度增大到时,油桶c就开始脱离b
D. 当货车向右加速运动的加速度增大到时,油桶c就开始脱离b
5.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)(多选)某实验小组自制了简易的升降电梯,如图所示,箱体质量为,其内通过两根等长轻线分别连接小球与箱体内顶板上的两点,小球下端通过一轻弹簧连接小球,两小球质量均为,系统稳定时,两细线间夹角为。现使“电梯”在上方牵引绳的作用下,以的加速度向上加速运动,整个系统稳定后,牵引绳突然断裂。牵引绳质量及空气阻力忽略不计,弹簧始终在弹性限度内,轻线不可伸长,重力加速度为。则牵引绳断裂后瞬间( )
A. 小球的加速度大小为
B. 小球的加速度大小为
C. 箱体的加速度大小为
D. 两根轻线上拉力大小均为
6.(2025-2026高一上·湖北省武汉市部分重点中学·期中)(多选)如图所示,一木工将5块相同的薄木板整齐地叠放在水平台面上,他对第2块木板施加水平向右的恒定拉力F,第1块和第2块木板恰能一起匀速向右运动。假设每块木板的质量均为m,木板之间、木板与台面之间的动摩擦因数均为,第1块木板对第2块木板的摩擦力大小为,第2块木板对第3块木板的摩擦力大小为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 若将拉力F作用在第3块木板上,则木板都不会动
D. 若将恒力F改为较大的恒力,则第1块木板与第2块木板一定会发生相对运动
7.(2025-2026高一上·湖北省荆门市东宝区龙泉中学·期中)2025年11月5日,我国第一艘电磁弹射型航空母舰--福建舰入列。舰载机跑道如图所示,若航空母舰的水平跑道总长为,其中电磁弹射区的长度为,在弹射区做加速度为的匀加速直线运动,飞机离开电磁弹射区后在喷气式发动机推力作用下继续做加速度为的匀加速直线运动,恰好在跑道末端达到离舰起飞速度,飞机可视为质点,航空母舰始终处于静止状态。求:
(1)舰载机在喷气式发动机推力作用下的加速度大小;
(2)舰载机从开始起飞到离开跑道的总时间;
(3)飞机在航母上降落时,通常保持发动机全开,这是为了确保阻拦索钩住失败时能迅速复飞。若某次飞机着舰时的速度为,顺利钩住阻拦索后匀减速运动至速度为零时,发动机自动熄火。减速期间发动机提供的平均动力,阻拦索的平均阻力为,其他阻力不计,飞机质量,求飞机着舰后的加速度大小及3s内的滑行距离。
8.(2025-2026高一上·湖北省武汉市部分重点中学·期中)中国海军宣布,歼等三型舰载机已于此前成功完成在福建舰上首次弹射起飞和着舰训练。成为中国海军走向深蓝的标志性里程碑事件。某次起飞训练中,在福建舰的电磁弹射器辅助下,一架质量为的歼在水平弹射轨道上从静止开始加速,在100m的弹射距离内达到的起飞速度。假设福建舰处于静止状态,歼的起飞过程为匀加速直线运动,重力加速度大小g取。
(1)求弹射过程中歼的加速度大小。
(2)若弹射过程中歼所受平均阻力为其重力的倍,求电磁弹射器提供的平均推力大小。
考点5 “传送带”模型中的动力学问题
1.(25-26高一上·湖北宜昌部分学校·期中)某大型超市内的自动人行道如图甲所示。自动人行道能方便快捷地运送顾客和货物上下楼,其结构示意图如图乙所示。现有一质量为m的货箱在匀速向上运行的自动人行道上一起匀速运动,该货箱与自动人行道坡面间的动摩擦因数为,坡面与水平面的夹角为θ,坡面足够长且μ > tanθ ,则下列说法正确的是( )
A. 货箱所受的摩擦力方向一定沿坡面向上为
B. 自动人行道对货箱的支持力与重力是一对平衡力
C. 自动人行道对货箱作用力大小为mgcosθ
D. 自动人行道对货箱的作用力大小与货箱的重力大小一定相等,方向始终竖直向上
2.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)如图所示,水平固定放置的传送带在电机的作用下一直保持速度顺时针转动,两轮轴心间距。一个物块(视为质点)以速度从左轮的正上方水平向右滑上传送带,经过物块离开传送带,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 物块在传送带上一直做匀减速直线运动
B. 物块在传送带上做匀减速运动的时间为1.5s
C. 物块与传送带之间的动摩擦因数为0.4
D. 物块在传送带上留下的划痕为6m
3.(2025-2026高一上·湖北省武昌实验中学·期中)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( )
A. A物体在水平方向上不受摩擦力的作用
B. 三个物体中只有B物体不受摩擦力
C. B受到的摩擦力沿斜面向下
D. B、C受到的摩擦力方向相反
4.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)如图所示,倾角为的倾斜传送带上、下两端的间距,逆时针匀速率运转的速度大小,传送带上有一用特殊材料制作的可视为质点的乙物块,随传送带一起匀速运动,当乙物块运动至距传送带上端时,将也可视为质点的甲物块无初速度的放到传送带上端,以后每当甲物块追上乙时,两者碰撞后瞬间会交换速度。已知甲、乙两物块质量均为,甲与传送带间的动摩擦因数,乙与传送带间的动摩擦因数,重力加速度取,,。求:
(1)甲物块刚放上传送带上时的加速度大小为多少;
(2)从开始放上甲物块到甲物块第一次追上乙物块所经历的时间;
(3)在传送带上甲与乙两物块碰撞的次数。
试卷第1页,共3页
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专题04 运动和力的关系
5大高频考点
1. 牛顿第一定律
2. 实验:探究加速度与力、质量的关系
3. 牛顿第二定律
4. 牛顿运动定律的应用
5. “传送带”模型中的动力学问题
考点1 牛顿第一定律
1.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)生活中处处有物理,物理与生活息息相关,物理规律往往需要实验来论证、推理、归纳等,比如,用力推沙发,用力踢足球,牛顿第一定律等,下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,某人用平行于地面的力推沙发,沙发未被推动,是因为推力小于摩擦力
B. 图乙中,球网对足球的弹力大于足球对球网的弹力
C. 图丙中,百米赛跑运动员跑到终点时不能立刻停下来是由于运动员具有惯性
D. 图丁中,航天员可以在空间站实验舱内进行牛顿第一定律的实验验证
【答案】C
【详解】
A.图甲中,某人用平行于地面的力推沙发,沙发未被推动,是因为推力小于最大静摩擦力,根据二力平衡,可知推力与静摩擦力大小相等,故A错误;
B.图乙中,根据牛顿第三定律可知,球网对足球的弹力大小等于足球对球网的弹力大小,故B错误;
C.物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性,图丙中,百米赛跑运动员跑到终点时不能立刻停下来是由于惯性,故C正确;
D.牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过抽象思维、逻辑推理得出的,它是一个理想化的定律,无法用真实的实验直接验证,因为在现实中(包括空间站)不可能创造出完全不受外力作用的理想环境,故D错误。
故选C。
2.(2025-2026高一上·湖北省沙市中学·期中)在物理学发展过程中,许多物理学家做出了伟大贡献,多种科学方法的出现推动了人类社会的进步,以下叙述正确的是( )
A. 牛顿第一定律可以通过实验得到验证
B. 伽利略猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证
C. 速度的定义式表示在时刻的瞬时速度是应用了极限法
D. 不考虑物体本身形状和大小的影响时,用质点来代替物体的方法是等效替代法
【答案】C
【详解】
A.牛顿第一定律是理想实验,不能通过实验完成验证,故A错误;
B.研究自由落体运动中,伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,但没有直接用实验进行验证,只是在斜面实验的基础上进行了推理,故B错误;
C.根据速度定义式
当非常小时,就可以表示物体在时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想,故C正确;
D.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是理想模型法,故D错误。
故选C。
考点2 实验:探究加速度与力、质量的关系
1.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第一中学·期中)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图所示的装置
(1)实验中使用的是电火花计时器,其工作电压是 ;
A.约为8V的直流电压 B.约为8V交流电压
C.220V直流电压 D.220V交流电压
(2)为使小车所受合力等于细线的拉力,应采取的措施是平衡摩擦力,具体的操作是 ;
A、将木板的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B、将木板的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C、将木板的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D、将木板的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
(3)要使细线的拉力约等于钩码的总重力,应满足的条件是小车的质量要 钩码的质量(填“等于”或“远小于”或“远大于”);
(4)实验中获得一条纸带,如图所示其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz,则打A点时小车运动的速度大小 m/s,小车运动的加速度大小 m/s2(计算结果要求保留两位有效数字)。
【答案】① D ② C ③ 远大于 ④ 0.34 ⑤ 0.39
【详解】
(1)[1] 实验中使用的是电火花计时器,其工作电压是220V交流电压,故D正确,ABC错误。
(2)[2] 为使小车所受合力等于细线的拉力,应采取的措施是平衡摩擦力,具体的操作是将木板的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动,故C正确,ABD错误。
(3)要使细线的拉力约等于钩码的总重力,应满足的条件是小车的质量要远大于钩码的质量。
(4)[4][5]纸带上相邻计数点间的时间间隔
由匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程的平均速度得
由逐差法得加速度为
2.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)用如图甲所示的装置可以完成两个实验,实验一“探究小车速度随时间的变化规律”,实验二“探究加速度与力、质量的关系”。
(1)这两个实验中,必须要补偿摩擦阻力的是______。
A. 仅实验一 B. 仅实验二
C. 两个实验都要
(2)实验二中,将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上,小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连,小车与纸带相连,打点计时器所用交流电的频率为。补偿摩擦阻力后,在保持小车质量不变的情况下,放开砂桶,小车加速运动,处理纸带得到小车运动的加速度为a;改变砂桶中砂子的质量,重复实验三次。
在验证“质量一定,加速度a与合外力F的关系”时,某学生根据实验数据作出了如图乙所示的图像,其中图线不过原点并在末端发生了弯曲,产生这种现象的原因可能是______。
A. 没有补偿摩擦阻力,且小车质量较大
B. 补偿摩擦阻力时,木板的倾斜角度过大,且砂和砂桶的质量较大 C. 补偿摩擦阻力时,木板的倾斜角度过小,且砂和砂桶的质量较大
D. 补偿摩擦阻力时,木板的倾斜角度过小,且小车质量较大
(3)实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示,图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,则小车在B点的速度为 m/s,小车运动的加速度 ;(结果保留三位有效数字)
(4)在(2)中,小车质量M一定,改变砂桶中砂子的质量,砂桶和砂子的总质量为m,根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和砂子的总质量m之间的关系图像如图丁所示,则小车的质量 kg。()(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)B (2)B (3)① 0.499 ② 2.00 (4)0.40
【讲解】(1)
“探究小车速度随时间的变化规律”不需要补偿摩擦阻力,“探究加速度与力、质量的关系”需要补偿摩擦阻力。
故选B。
(2)
由图像可知,当拉力时,小车已经有了一定的加速度,可知补偿摩擦阻力时,木板的倾斜角度过大;以小车为对象,根据牛顿第二定律可得
以砂和砂桶为对象,根据牛顿第二定律可得
联立可得
可知,当砂和砂桶的质量较大,不满足时,小车受到的拉力明显小于砂和砂桶的重力,图线末端发生了弯曲。
故选B。
(3)
[1]相邻两计数点间还有4个点未画出,则相邻计数点的时间间隔为
小车在B点的速度为
[2]根据逐差法可得小车的加速度为
(4)
对小车、砂桶与砂子组成的系统,由牛顿第二定律可得
整理可得
由图丁可得
解得
3.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)在用如图所示的装置验证牛顿第二定律的实验中,保持小车质量一定时,验证小车加速度a与合力F的关系。
(1)补偿阻力的方法是:调整轨道的倾斜度
A. 小车在轨道上保持静止 B. 打点计时器不打点,小车不受牵引时,小车拖动纸带沿轨道做匀速运动
C. 挂上槽码,让打点计时器打点,小车拖动纸带沿轨道做匀速运动 D. 不挂槽码,让打点计时器打点,小车拖动纸带沿轨道做匀速运动
(2)本实验采用的研究方法和下列哪个实验的方法是相同的( )
A. 研究桌面的微小形变 B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系
(3)某同学得到了如图所示的一条纸带,频率为50Hz,由此纸带得到小车加速度的大小a= m/s2。其中每两个计数点之间还有四个点未画出,结果保留两位有效数字
(4)若多次增大槽码的质量进行实验,得到槽码的质量m及对应的小车运动的加速度a,作出图像如图中实线所示,在O点作曲线的切线如图中虚线所示,并在虚线上取一点q,在曲线部分取一点p,p、q对应的横坐标都为m1,已知重力加速度大小为g,若小车的质量为M,则aq与ap的比值为 用M、m1表示。
【答案】(1)D (2)C (3)2.0 (4)
【讲解】(1)
补偿阻力的方法是调整轨道的倾斜度,不挂槽码,让打点计时器打点,小车拖动纸带沿轨道做匀速运动。
故选D。
(2)
A.本实验采用的研究方法是控制变量的方法,研究桌面的微小形变采用放大的方法,故A错误;
B.探究两个互成角度的力的合成规律采用等效的方法,故B错误;
C.探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系采用控制变量的方法,故C正确。
故选C。
(3)
由于相邻两计数点间的时间间隔为
则小车的加速度大小
(4)
对虚线,有
则
对实线,有
整理得
所以
考点3 牛顿第二定律
1.(2025-2026高一上·湖北省武汉市部分重点中学·期中)如图所示,一小物块以的初速度滑上倾角为的足够长光滑斜面。已知重力加速度大小取,则1s内物块的位移大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】
物块沿斜面运动的加速度
则1 s内物块的位移大小为
故选A。
2.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)(多选)一足够长的光滑斜面倾角为,固定在水平地面上,劲度系数为的轻弹簧分别与质量为的物块和固定在斜面上的挡板连接,初始时物块处于静止状态,如图所示。现用一沿斜面向上的力拉物块,使物块沿斜面向上做加速度大小为的匀加速直线运动。弹簧始终处于弹性限度内且与物块不粘连,重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 物块沿斜面运动过程中,力一直增大
B. 刚施加力时,其大小为
C. 未施加力时弹簧的压缩量为
D. 从刚施加力到弹簧恢复原长时,经过的时间为
【答案】CD
【详解】
A.物块沿斜面向上做加速度大小为的匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可知
向上运动过程中弹簧弹力在逐渐减小,力一直增大,当物块脱离弹簧后,弹力为0,力保持不变,故A错误;
B.刚施加力时,
因此
故B错误;
C.未施加力时
因此弹簧形变量
故C正确;
D.从刚施加力到弹簧恢复原长时
联立得
故D正确。
故选CD。
3.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)如图所示,两相同物体A、B放在粗糙水平面上,通过一根倾斜的轻绳连接。若用恒力向左拉物体A,两物体运动的加速度大小为、绳中的张力为;若用大小相等的恒力向右拉物体B,两物体运动的加速度大小为、绳中的张力为。则( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】A
【详解】
对整体分析,根据牛顿第二定律
故
设细线与水平方向夹角为,向左拉物体A,对B分析
向右拉物体B,对A分析
因为
则
故
故选A。
4.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)如图,在倾角的长为斜面底端有一个物体,某同学用与斜面平行的恒定拉力作用在物体上,使其由静止开始运动。一段时间后撤去拉力,物体恰好运动到斜面顶端。已知斜面与物体间的动摩擦因数为,重力加速度大小为g。若要物体的整个运动过程用时尽量短,则所用时间趋近于( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】
根据题意可知,物体先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动,撤去拉力后,由牛顿第二定律有
解得
整个过程物体位移不变(图像的面积不变),撤去拉力后加速度不变,作出图像,如图所示
可知,物体所受恒力越大,所用时间越短,当恒力趋近于无穷大时,匀加速运动过程的时间趋近于0,总时间最短,此时有
解得
故选C。
5.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)如图所示,小车静止,物块A、B用绕过固定在车顶的两定滑轮的轻绳悬挂,锁定物块A、B均处于静止状态,滑轮两边的轻绳竖直,A与车厢光滑后壁刚好接触。已知物块A、B的质量之比为,重力加速度为g;若让小车以加速度a向右做匀加速运动,解除对A的锁定,物块A相对车厢仍保持相对静止,则车子运动的加速度大小为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】
设B的质量为,则物块A的质量为,小车以加速度a向右做匀加速运动,解除对A的锁定,物块A相对车厢仍保持相对静止,则物块B的加速度也为a。
车厢光滑,则物块A不受摩擦力,竖直方向有
对物块B受力分析可得
可得,
联立可得
故选B。
6.(2025-2026高一上·湖北省沙市中学·期中)(多选)如图所示,系在墙上的轻绳通过轻质动滑轮连接滑块P、Q,两滑块的质量均为2kg,与水平地面间的动摩擦因数均为0.5。现对P施加水平向左的拉力F=60N,使P向左匀加速直线运动,绕过动滑轮的两段轻绳始终水平,不计轻绳与滑轮间的摩擦,重力加速度取10m/s2,下列说法正确的是( )
A. P的加速度大小为3m/s2
B. Q的加速度大小为5m/s2
C. 轻绳对Q的拉力大小为22N
D. 轻绳对Q的拉力大小为20N
【答案】AC
【详解】
ACD.设P的加速度为a,则根据动滑轮的特点可知Q的加速度为2a。设轻绳对Q的拉力大小为,则对P进行受力分析列牛顿第二定律方程有
同理对Q进行受力分析列牛顿第二定律方程有
联立解得轻绳对Q的拉力大小为
P的加速度大小为,故AC正确,D错误;
B.由上面分析可得Q的加速度大小为,故B错误。
故选AC。
7.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)如图所示,将质量m=1kg的圆环套在固定的倾斜足够长的直杆上,杆的倾角为,环的直径略大于杆的截面直径.对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角为的拉力 ,使圆环由静止开始沿杆加速向上运动,已知环与杆间动摩擦因数.求
(1)F作用t=2s时圆环的速度是多大?
(2)2s后撤去力F,求圆环继续沿杆上滑的最大距离是多少?
【答案】(1),(2)16m.
【详解】
试题分析:(1)根据牛顿第二定律求出圆环向上滑动的加速度,结合速度时间公式求出圆环的速度.(2)撤去拉力后,结合牛顿第二定律求出圆环的加速度,结合速度位移公式求出圆环继续上滑的最大距离.
(1)对圆环受力分析,如图所示
由牛顿第二定律得:
由平衡条件得:
滑动摩擦力公式
联立解得:加速度
由运动学公式得:2s时圆环的速度
代入数据解得:
由牛顿第二定律得:
由平衡条件得:
滑动摩擦力公式
联立解得:圆环的加速度
圆环继续沿杆上滑的最大距离
【点睛】掌握解决动力学两类基本问题的方法和思路:一已知物体的运动求物体的受力,二是已知物体的受力求物体的运动情况.解决这两类问题的关键是桥梁根据牛顿第二定律求出加速度a.
8.(2025-2026高一上·湖北省沙市中学·期中)如图所示,斜面倾角为37°,斜面BC与水平面AB圆滑连接。质量的物体静止于水平面上的M点,M点距B点之间的距离,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为,现使物体受到一水平向右的恒力持续作用后,撤去该力,物体运动到斜面最高点C点速度为零。已知,,取,求:
(1)BC间的距离;
(2)物体最终停在何处;
(3)物体运动的总时间。
【答案】(1) (2)B点左侧22.5m处 (3)
【讲解】(1)
根据题意,在水平面上,根据牛顿第二定律有
解得
由M到B,根据速度位移公式
得
根据速度公式
得M到B时间
在斜面上,F作用时间为
由于,所以物体做匀速直线运动
撤力后,物体做匀减速直线运动,由牛顿第二定律
得
物体运动到斜面最高点C点速度为零,根据速度位移公式
得
根据速度公式
得
BC间的距离
(2)
在C点,由于,物体沿斜面向下做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
得
由C到B的过程
得
得
进入水平地面后,物体做匀减速直线运动,最终,由牛顿第二定律
得
根据速度位移公式
得,故最终停在离B点左侧22.5m处。
(3)
根据速度公式
得
考点4 牛顿运动定律的应用
1.(2025-2026高一上·湖北武汉部分学校·期中)2024年6月11日,我国“力箭一号遥八”运载火箭发射升空,将搭载的巴基斯坦遥感卫星02星、中科卫星03星和04星共3颗卫星顺利送入预定轨道,飞行试验任务获得圆满成功。下列说法正确的是( )
A. 工程师在设计火箭时,不需要考虑空气阻力作用
B. 火箭飞出地球大气层后,将不再受到重力作用
C. 火箭点火升空瞬间,速度为零,加速度也为零
D. 火箭竖直向上加速阶段,加速度与速度的方向相同
【答案】D
【详解】
A.火箭上升时,空气阻力会增加燃料的消耗,因此工程师在设计火箭时必须考虑空气阻力作用。故A错误;
B.重力是由地球引力产生的,火箭飞出地球大气层后,依然在地球的引力场中,依然会受到重力作用。故B错误;
C.火箭点火升空瞬间,速度为零,此时向上的推力大于火箭的重力,火箭受到的合力不为0,根据可知此时加速度不为0。故C错误;
D.火箭竖直向上加速阶段,加速度方向向上,速度方向也向上。加速度与速度的方向相同。故D正确。
故选D。
2.(2025-2026高一上·湖北省沙市中学·期中)如图所示,有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。突然发现意外情况,紧急刹车做匀减速运动,加速度大小为a,则中间一质量为m的西瓜A受到其他西瓜对它的作用力的大小是( )
A.
B. ma
C.
D.
【答案】C
【详解】
西瓜A受力分析如图所示
其中力F是其他西瓜对它的作用力,根据题意有
故选C。
3.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)某同学在研究雨滴下落的规律查阅资料时了解到:较大的雨滴从大约1000m的高空形成并下落,到达地面前已经匀速运动,雨滴在下落过程中,阻力与速度满足的关系式为:f=kv2,其中,k是比例系数,v是雨滴速率,设雨滴下落时质量保持不变,下列说法中正确的是( )
A. 比例系数k的单位是kg/m2
B. 雨滴先加速,后减速,最终匀速
C. 雨滴做的是加速度减小的减速运动,当加速度为零时,位移最大
D. 雨滴做的是加速度减小的加速运动,当加速度为零时,速度最大
【答案】D
【详解】
A.根据题意f=kv2可知
则比例系数k的单位是
故A错误;
B.雨滴受重力与阻力,初始重力较大,雨滴加速运动,当阻力等于重力时,雨滴匀速运动,所以雨滴先加速后匀速,故B错误;
CD.根据
可知雨滴做的是加速度减小的加速运动,当加速度为零时,速度达到最大,此后匀速运动,位移逐渐增大,故C错误,D正确。
故选D。
4.(25-26高一上·十堰八校教联体·期中)一辆货车载着完全相同且质量均为m的光滑圆柱形空油桶。在车厢底,一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上一层只有一只油桶c,自由地摆放在油桶a、b上面,没有绳索固定。桶c受到桶a、b的支持力,和汽车一起保持相对静止,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 当货车匀速直线运动时,油桶c对油桶a的压力大于油桶a对油桶c的支持力
B. 当货车向右以加速度a做匀加速速直线运动时,油桶a、b对油桶c的作用力为ma
C. 当货车向右加速运动的加速度增大到时,油桶c就开始脱离b
D. 当货车向右加速运动的加速度增大到时,油桶c就开始脱离b
【答案】C
【详解】
A.由牛顿第三定律知,油桶c对a的压力大与油桶a对油桶c的支持力是作用力和反作用力的关系,二者大小相等,方向相反,故A错误;
B.根据牛顿第二定律可得
故B错误;
CD.当货车向右加速到一定数值时,c、b油桶会分离,此时
所以
故C正确,D错误。
故选C。
5.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)(多选)某实验小组自制了简易的升降电梯,如图所示,箱体质量为,其内通过两根等长轻线分别连接小球与箱体内顶板上的两点,小球下端通过一轻弹簧连接小球,两小球质量均为,系统稳定时,两细线间夹角为。现使“电梯”在上方牵引绳的作用下,以的加速度向上加速运动,整个系统稳定后,牵引绳突然断裂。牵引绳质量及空气阻力忽略不计,弹簧始终在弹性限度内,轻线不可伸长,重力加速度为。则牵引绳断裂后瞬间( )
A. 小球的加速度大小为
B. 小球的加速度大小为
C. 箱体的加速度大小为
D. 两根轻线上拉力大小均为
【答案】ACD
【详解】
A.向上加速稳定时,对有
解得
牵引绳断裂瞬间,弹簧长度不变,受力不变,加速度不变,故A正确;
BC.由于轻线不可伸长,夹角恒定不变,两轻线对小球拉力的合力,与每根轻线上的拉力大小相同。对A与箱体整体有
解得整体加速度,故B错误,C正确;
D.再对箱体隔离受力分析,计算得出两轻线拉力的合力大小为,结合上述轻线夹角恒定不变,利用力的分解,得出两根轻线上拉力大小均为,故D正确。
故选ACD。
6.(2025-2026高一上·湖北省武汉市部分重点中学·期中)(多选)如图所示,一木工将5块相同的薄木板整齐地叠放在水平台面上,他对第2块木板施加水平向右的恒定拉力F,第1块和第2块木板恰能一起匀速向右运动。假设每块木板的质量均为m,木板之间、木板与台面之间的动摩擦因数均为,第1块木板对第2块木板的摩擦力大小为,第2块木板对第3块木板的摩擦力大小为。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 若将拉力F作用在第3块木板上,则木板都不会动
D. 若将恒力F改为较大的恒力,则第1块木板与第2块木板一定会发生相对运动
【答案】BC
【详解】
A.第1块木板做匀速直线运动,水平方向受第2块木板对它的摩擦力。由于第1、2块木板一起匀速运动,第1块木板在水平方向合力为零,且第1块木板与第2块木板之间无相对运动趋势(若有,会破坏匀速状态),所以第2块木板对第1块木板的摩擦力。根据牛顿第三定律,第1块木板对第2块木板的摩擦力,故A错误;
B.对第1、2块木板整体受力分析:整体做匀速直线运动,水平方向受拉力 F,以及第3块木板对第2块木板的滑动摩擦力
第3块木板对第2块木板的正压力(第1、2块木板总质量为)
根据滑动摩擦力公式
可得
根据牛顿第三定律,第2块木板对第3块木板的摩擦力,故B正确;
C.若将拉力F作用在第3块木板上,分析第块木板的受力:第3块木板与第4块木板之间的最大静摩擦力(第块木板总质量为)
原来第1、2块木板匀速运动时,拉力(由选项B分析,整体受的滑动摩擦力为)
当F作用在第3块木板上时,
所以第块木板之间不会发生相对滑动,且整体与第4块木板之间的摩擦力为静摩擦力(因合力为零),故C正确;
D.若将恒力F改为较大的恒力,分析第1、2块木板之间的相对运动趋势:第1块木板能获得的最大加速度由它与第2块木板之间的最大静摩擦力决定
第2块木板对第1块木板的最大静摩擦力(第1块木板质量为)
根据牛顿第二定律,第1块木板的最大加速度
若作用下,第1、2块木板整体的加速度,则第1、2块木板间的静摩擦力可提供第1块木板的加速度,不会发生相对运动;只有当时,才会发生相对运动。因此一定发生相对运动的结论不成立,故D错误。
故选BC。
7.(2025-2026高一上·湖北省荆门市东宝区龙泉中学·期中)2025年11月5日,我国第一艘电磁弹射型航空母舰--福建舰入列。舰载机跑道如图所示,若航空母舰的水平跑道总长为,其中电磁弹射区的长度为,在弹射区做加速度为的匀加速直线运动,飞机离开电磁弹射区后在喷气式发动机推力作用下继续做加速度为的匀加速直线运动,恰好在跑道末端达到离舰起飞速度,飞机可视为质点,航空母舰始终处于静止状态。求:
(1)舰载机在喷气式发动机推力作用下的加速度大小;
(2)舰载机从开始起飞到离开跑道的总时间;
(3)飞机在航母上降落时,通常保持发动机全开,这是为了确保阻拦索钩住失败时能迅速复飞。若某次飞机着舰时的速度为,顺利钩住阻拦索后匀减速运动至速度为零时,发动机自动熄火。减速期间发动机提供的平均动力,阻拦索的平均阻力为,其他阻力不计,飞机质量,求飞机着舰后的加速度大小及3s内的滑行距离。
【答案】(1) (2)3s (3);
【讲解】(1)
飞机在弹射区做匀加速直线运动,根据运动学公式
解得
飞机离开电磁弹射区后在喷气式发动机推力作用下继续做加速度为的匀加速直线运动,根据运动学公式
解得
(2)
根据运动学公式,弹射区时间
离开电磁弹射区至跑道末端的时间
舰载机从开始起飞到离开跑道的总时间
(3)
飞机着舰后的加速度大小
飞机着舰后的运动时间
故着舰3s后的滑行距离为
8.(2025-2026高一上·湖北省武汉市部分重点中学·期中)中国海军宣布,歼等三型舰载机已于此前成功完成在福建舰上首次弹射起飞和着舰训练。成为中国海军走向深蓝的标志性里程碑事件。某次起飞训练中,在福建舰的电磁弹射器辅助下,一架质量为的歼在水平弹射轨道上从静止开始加速,在100m的弹射距离内达到的起飞速度。假设福建舰处于静止状态,歼的起飞过程为匀加速直线运动,重力加速度大小g取。
(1)求弹射过程中歼的加速度大小。
(2)若弹射过程中歼所受平均阻力为其重力的倍,求电磁弹射器提供的平均推力大小。
【答案】(1) (2)
【讲解】(1)
设战斗机的起飞速度大小为,弹射距离为x,加速度大小为a,由运动学公式得
解得
(2)
设战斗机的质量为m,所受的平均阻力大小为,所受的平均推力大小为 F,由牛顿第二定律得
联立解得
考点5 “传送带”模型中的动力学问题
1.(25-26高一上·湖北宜昌部分学校·期中)某大型超市内的自动人行道如图甲所示。自动人行道能方便快捷地运送顾客和货物上下楼,其结构示意图如图乙所示。现有一质量为m的货箱在匀速向上运行的自动人行道上一起匀速运动,该货箱与自动人行道坡面间的动摩擦因数为,坡面与水平面的夹角为θ,坡面足够长且μ > tanθ ,则下列说法正确的是( )
A. 货箱所受的摩擦力方向一定沿坡面向上为
B. 自动人行道对货箱的支持力与重力是一对平衡力
C. 自动人行道对货箱作用力大小为mgcosθ
D. 自动人行道对货箱的作用力大小与货箱的重力大小一定相等,方向始终竖直向上
【答案】D
【详解】
A.货箱在匀速向上运行的自动人行道上一起匀速运动,货箱与自动人行道没有相对运动,货箱所受摩擦力不等于,应为
方向一定沿坡面向上,A错误;
B.自动人行道对货箱的支持力垂直于人行道向上重力竖直向下,二者不是平衡力,B错误;
CD.自动人行道对货箱作用力与重力平衡,其大小为mg,方向始终竖直向上,C错误、D正确;
故选D。
2.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)如图所示,水平固定放置的传送带在电机的作用下一直保持速度顺时针转动,两轮轴心间距。一个物块(视为质点)以速度从左轮的正上方水平向右滑上传送带,经过物块离开传送带,重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 物块在传送带上一直做匀减速直线运动
B. 物块在传送带上做匀减速运动的时间为1.5s
C. 物块与传送带之间的动摩擦因数为0.4
D. 物块在传送带上留下的划痕为6m
【答案】C
【详解】
A.假设物块在传送带上一直做减速运动,加速度的大小为
解得
离开传送带时物块的速度为
假设不成立,物块在传送带上先做减速运动,再与传送带共速,最后从左端离开,A错误;
B.设物块在传送带上做匀减速运动的时间为,则与传送带一起匀速的时间为
解得
物块在传送带上做匀减速运动的时间为,B错误;
C.物块在传送带上做匀减速运动的时间为,根据加速度的定义可知
由牛顿第二定律可得
解得
物块与传送带之间的动摩擦因数为0.4,C正确;
D.物块与传送带的相对位移大小即划痕为长度
物块在传送带上留下的划痕为2m,D错误;
故选C。
3.(2025-2026高一上·湖北省武昌实验中学·期中)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( )
A. A物体在水平方向上不受摩擦力的作用
B. 三个物体中只有B物体不受摩擦力
C. B受到的摩擦力沿斜面向下
D. B、C受到的摩擦力方向相反
【答案】A
【详解】
A.根据题意可知,物体A在水平方向上做匀速直线运动,水平方向合力为零,不受摩擦力,故A正确;
CD.根据题意,物体B、C随传送带一起匀速运动,受力分析如下
由平衡条件可得,物体B、C均受到沿斜面向上的静摩擦力,大小等于
故CD错误;
B.由上述分析可知,三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零,故B错误。
故选A。
4.(2025-2026高一上·湖北省襄阳市第四中学·期中)如图所示,倾角为的倾斜传送带上、下两端的间距,逆时针匀速率运转的速度大小,传送带上有一用特殊材料制作的可视为质点的乙物块,随传送带一起匀速运动,当乙物块运动至距传送带上端时,将也可视为质点的甲物块无初速度的放到传送带上端,以后每当甲物块追上乙时,两者碰撞后瞬间会交换速度。已知甲、乙两物块质量均为,甲与传送带间的动摩擦因数,乙与传送带间的动摩擦因数,重力加速度取,,。求:
(1)甲物块刚放上传送带上时的加速度大小为多少;
(2)从开始放上甲物块到甲物块第一次追上乙物块所经历的时间;
(3)在传送带上甲与乙两物块碰撞的次数。
【答案】(1) (2)1.2s (3)5次
【讲解】(1)
刚放上传送带时对甲物块有
解得
(2)
加速到与传送带共速时经历时间为
此过程甲向下移动
乙向下移动
此后对甲有
解得
则此后甲物块第一次追上乙物块的过程有
解得
故甲从放上到第一次追上乙用时
(3)
甲物块与乙物块第一次碰前的速度大小
碰后交换速度,则碰后甲物块的加速度大小为,设乙物块的加速度大小为,
对乙有得
假设甲、乙第一次碰后到第二次碰前乙一直减速,则有
解得
此过程向下移动距离为
第二次碰前甲的速度大小为
乙的速度大小
表明假设成立。碰后交换速度,之后两物块运动的情况与第一次碰后相同,
即当甲再运动时,与乙发生第三次碰撞,依次类推,
第一次碰后还碰撞了次
故可知在传送带上,甲、乙碰撞的次数为5次。
试卷第1页,共3页
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让教与学更高效
专题04运动和力的关系
考点1牛顿第一定律
1.【答案】C
2.【答案】c
2》
考点2实验:探究加速度与力、质量的关系
1.【答案】①D
②C
③远大于
④0.34
⑤0.39
2.【答案】(1)B
(2)B
(3)①0.499
②2.00
(4)
0.40
M+m
3.【答案】(1)D
(2)C
(3)2.0
(4)
M
考点3牛顿第二定律
1.【答案】A
2.【答案】CD
3.【答案】A
4.【答案】C
5.【答案】B
6.【答案】AC
7.【答案】(1)20m/s,(2)16m.
1/2
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让教与学更高效
8.【答案】(1)56.25m
(2)B点左侧22.5m处
(3)16s
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考点4牛顿运动定律的应用
1.【答案】D
2.【答案】c
3.【答案】D
4.【答案】c
5.【答案】ACD
6.【答案】BC
7.【答案】(1)20m/s2
(2)3s
(3)32m/s2:100m
8.【答案】(1)32m/s2
(2)6.12×105N
考点5“传送带”模型中的动力学问题
1.【答案】D
2.【答案】C
3.【答案】A
4.【答案】(1)a1=10m/s
(2)1.2s
(3)5次
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