内容正文:
物理(五)牛顿运动定律的应用
(建议用时75分钟,满分100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是
符合题目要求的)
1.从地面上以初速度竖直向上抛出一质量为的小球,若小球运动过程中受到的空气阻力与
其速率成正比,小球运动的速率随时间变化的规律如图所示,1时刻到达最高点,再落回地面,
落地时的速率为1,且落地前小球已经做匀速运动。重力加速度为g,下列说法正确的是
A.小球在上升过程中处于超重状态
B.小球在最高点处加速度和速度会发生突变
C.小球抛出瞬间的加速度大小为(1十)g
D.小球上升过程中的平均速度大于号
0
1
2.如图所示,倾角可调的货物运输机通过传送带将货物从底端传送到顶端。已知传送带底端到顶
端的距离为L,货物与传送带间的动摩擦因数为4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为保证轻放
在传送带上的货物能被传送到顶端,则传送带底端与顶端间的高度差最大值为
A.-
B.L
√1-2
√1-4
C.
D.ul
√1+公
3.一物块静止在粗糙水平地面上,0~4$内物块所受水平拉力随时间的变化关系图像如图甲所
示,0~2s内物块速度随时间的变化关系图像如图乙所示,重力加速度g=10/s2,最大静摩擦
力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是
tw(m's-1)
A.2一3s内的加速度是0一1s内加速度的2倍
B.第4s末物块的速度为0
C.0~4s内物块的位移大小为4m
34的
4的
D.物块与地面间的摩擦力有两次突变
-2
4.如图所示,质量均为2kg、可视为质点的两滑块P、Q静止在光滑的水平地面上,两滑块P、Q间
用一轻弹簧连接,一根不可伸长的轻绳绕过轻质动滑轮连接两滑块P、Q,=0时将竖直向上、大
小为45N的恒力F作用在动滑轮上,此时动滑轮两侧轻绳的夹角为120°,弹簧的压缩量为
5cm,且之后过程中弹簧长度不变,重力加速度g=10m/s2,弹簧始终在弹性限度内,不计空气
阻力,下列说法正确的是
A.t=0时轻绳的张力大小为20√3N
↑F
B.2s末滑块P的速度大小为2.5m/s,滑块Q的位移大小为2m
1209
C.弹簧的劲度系数为100√3N/m
P
D.2s末剪断轻绳的瞬间,滑块P的加速度大小为5V307
wwwwk
m/s2
5.如图甲所示,质量为2、足够长的木板C静置于水平面上,C上滑块A、B的质量均为,B位于
A右方某处。A、C间的动摩擦因数为0.2,B、C间和C与地面间的动摩擦因数均为0.1。给C
施加一水平向右的恒力P,从开始施加恒力到A、B第一次相遇的时间为t,得到}F的关系图
像如图乙所示。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,下列说法正确的是
02512
A风
B
0
FN
甲
A.A能获得的最大加速度为1m/s2
B.A、B之间的初始距离为4m
C.A的质量为1kg
D.若F=10.5N,A、C之间将发生相对滑动
物理(五)第1页(共4页)
6.如图所示,倾角为0的传送带以恒定速率v=4/s沿顺时针方向转动,其上端与一倾角也为0、
足够长的固定斜面平滑连接,物块从传送带底端以=3/s的速度沿传送带向上冲并滑上斜
面。物块与传送带、斜面间的动摩擦因数相同均为(u≠tan0),最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
从物块刚滑上传送带开始计时,关于物块在传送带和斜面上滑动的全过程中速度随时间变化的
关系图像,下列组合中全部可能正确的是
/(ms1)
v/(m's1)
v/(m's-1)
*v/(ms-1)
.3
⑦
①
v/(m's-1)
/(ms-1)
/(ms1)
-3
⑤
⑧
⑦
A.①②⑦
B.②③⑦
C.①④⑥
D.③④⑤
7.如图所示,水平面上有一个倾角0=30°、光滑的固定斜面,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在斜
面底端的挡板上,另一端与质量为2m的物体A拴接,另有一质量为4m的物体B紧靠在物体A
上,对物体B施加一沿斜面向下、大小为3g的力F,系统处于静止状态。现减小F使物体A、
B以号的加速度一起匀加速向上运动,当F减小到零后物体A、B继续运动。已知弹簧始终在弹
性限度内,重力加速度为g。下列说法正确的是
A.F减小到零前,其大小随位移非均匀变化
B.当F="时,物体A、B之间的弹力大小为0g
3
3
C.F减小到零后物体A、B一起继续上升到分离,分离时弹簧处于原长
77777777777
D.物体A、B上升过程中速度最大时弹簧处于压缩状态,此后物体B匀减速上升
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合
题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8.如图所示,均可视为质点的小球A、B通过跨过车厢顶部的光滑轻质定滑轮的轻绳连接,小球A
用轻绳CA系于车厢侧壁,当小车在水平面上向左做匀加速直线运动时,定滑轮两侧的轻绳恰
好垂直,轻绳CA恰好水平。已知小球A、B的质量分别为0.4kg、0.3kg,重力加速度g=
10m/s2,下列说法正确的是
A.轻绳AB的张力大小为5N
B.小车的加速度大小为10m/s2
C.轻绳CA的张力大小为3N
D.轻绳对定滑轮的作用力大小为5√2N
9.如图所示,轻弹簧的一端固定在倾角0=30°的固定光滑斜面底端的挡板上,另一端连接质量为
3m的物块A,系统处于静止状态。若将质量为的物块B通过跨过光滑轻质定滑轮、不可伸长
的细绳与A相连,开始时用手托住B,使细绳刚好保持伸直,细绳、弹簧均与斜面平行,松手后
A、B一起运动,A运动到最高点P(未画出)后再反向沿斜面向下运动到最低点。已知弹簧始终
在弹性限度内,重力加速度为g,下列说法正确的是
A.释放B的瞬间,细绳张力大小为4g
B.释放B的瞬间,细绳张力大小为mg
C.在最高点P,细绳张力大小为mg
AWWWWWY
D.在最高点P,弹簧对A的弹力大小为了mg
物理(五)第2页(共4页)
10.如图所示,长L=3m的传送带以v=5/s的速度沿顺时针方向匀速转动,其右侧有一质量M
=6kg、长度l=5的长木板静止在光滑水平桌面上,可视为质点、质量m=2kg的小煤块以
=10m/s的速度从传送带左端滑上传送带,之后小煤块无能量损失地滑上长木板,小煤块与
传送带相对滑动时会留下滑痕。已知小煤块与传送带、长木板间的动摩擦因数均为0.6,重力
加速度g=10m/s2,下列说法正确的是
A.小煤块滑上长木板时的速度大小为8m/s
B.小煤块的最终速度大小为1m/s
C.小煤块在距长木板右端1m处相对长木板静止
D.传送带上的滑痕长度为号m
班级
姓名
分数
题号
Xx
5
6
7
8
9
10
答案
三、非选择题(本题共5小题,共54分。请按要求完成下列各题)
11.(6分)某物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究牛顿第二定律。长木板B静止于水平桌面
上,长木板B上安装有光电门1,长木板右端安装一光滑的定滑轮,物块A上方装有一宽度为d
的挡光片,细线连接物块A后,平行于长木板绕过定滑轮与钩码连接。实验操作步骤如下:
①按图甲安装好实验器材;
一光电门1
物块A
↑(△)2
②在长木板B中间位置加装光电门2,将长
长木板B
木板B左侧适当垫高,细线上不挂钩码,轻
定滑轮
推物块A,使得挡光片通过两个光电门的挡
钩码
光时间相等;
③撤去光电门2,将物块A静置于长木板B
上的O点,测出挡光片与光电门1之间沿细
线方向的距离为xo;
④在细线右端悬挂一个质量为。的钩码,由静止释放物块A;
⑤读取物块A通过光电门1的挡光时间;
⑥再次将物块A静置于O点,在细线右端增加一个相同质量的钩码,释放物块A,读取光电门
1的挡光时间;
⑦重复操作⑥,得到多组光电门1的挡光时间△t,与钩码数目n的数值。
(1)实验中安装光电门2的目的是
(2)小组成员根据步骤⑦中的数据,以(△)2为纵坐标,以为横坐标,作出(△)2-1的图像如
图乙所示,b、c为已知量,则当地的重力加速度g=
,物块A与挡光片的总质量M=
(用题中所给字母表示)
12.(9分)实验老师让两个物理兴趣小组走进实验室自选器材完成探究加速度与力的关系实验。
打点计
纸带时器小车A
力传感器C
定滑轮
●
2.40
2.89
3.39
单位:cm
钩码B凸
27
可光电门
滑块
气垫导轨
钩码
第一组:该小组用如图甲所示的装置进行实验,小车A的质量为MA,连接在小车A后的纸带
穿过打点计时器,钩码B的质量为mB,C为力传感器,实验时通过改变钩码B的质量重复实
验,记下每次实验中力传感器对应的读数F,不计绳子与滑轮间的摩擦。
物理(五)第3页(共4页)
(1)实验时
(填“需要”或“不需要”)满足B远小于MA。
(2)图乙为某次实验得到的纸带,纸带上标出了所选的4个计数点之间的距离,相邻两计数点
间还有4个点没有画出,已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电。由此可求得钩码B
的加速度大小为
m/s2。(结果保留两位有效数字)
(3)若以力传感器的示数F为横坐标,小车A的加速度a为纵坐标,画出的a-F图像是一条倾
斜的直线,图线的斜率为飞,横截距为b,则小车A的质量为
。(用题中所给字母表示)
第二组:该小组用图丙的装置进行实验。将气垫导轨的一端装上定滑轮固定在水平桌面上,在
气垫导轨的P点安装一光电门,在质量为M的滑块上表面左、右两端分别固定一个宽度为
的遮光片,两遮光片中心间距为L。不可伸长的轻绳一端与滑块相连,另一端跨过定滑轮与钩
码相连,滑轮左侧轻绳与气垫导轨平行。挂上钩码后,将滑块从光电门的左侧某处由静止释
放,记录遮光片1、2的挡光时间t1、t2,改变钩码的质量,重复实验。
(4)接通气源后,将滑块置于气垫导轨上,轻推滑块,遮光片1、2经过光电门的时间分别为t'、
t2',当满足t
(填“大于”“等于”或“小于”)t2'时,说明气垫导轨水平。
⑤)当钩码质量远小于滑块质量时,可将钩码的重力视为滑块受到的合力,作出F-(名)一
的图像如图丁所示,若图像的斜率为
(用题中所给字母表示),则说明物体质量不变
时,所受合力与加速度成正比。
(6)实验中,钩码的重力不等于滑块受到的合力,若要求合力的相对误差(相对误差=
钩码重力一真实合力×100%)不超过5%,则所挂钩码的质量与滑块质量的比值最大为
真实合力
13.(10分)将质量为的金属块用压缩的轻弹簧卡在一个水平放置的矩形箱子中,如图所示。在
箱子的上顶板和下底板均装有压力传感器,箱子可以沿竖直方向运动,当箱子以a=2m/s2的
加速度竖直向上做匀减速运动时,上顶板压力传感器的示数为6N,下底板压力传感器的示数
为10N,重力加速度g=10m/s2。
(1)若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器的示数的一半,求箱子运动
m
的加速度;
(2)要使上顶板压力传感器的示数为零,且金属块仍接触上顶板,求箱子沿竖直方
向的运动情况。
14.(12分)如图所示,质量=1kg的长木板静置于粗糙的水平面上,在长木板右侧距离长木板右
端x处有一固定的竖直挡板。质量M=2kg的小滑块以o=10.5m/s的速度从长木板的左
端滑上长木板,当长木板向右运动到与小滑块共速时,长木板恰好与挡板碰撞,设碰撞时间很
短,碰撞后瞬间长木板以碰撞前瞬间的速率弹回,当长木板碰撞后向左运动的距离最大时,小
滑块刚好从长木板右侧离开长木板。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数1=0.2,长木板与
水平面间的动摩擦因数2=0.1,重力加速度g=10m/s2,小滑块可视为质点。求:
(1)长木板静止时右端与挡板的初始距离x;
(2)长木板的长度L。
777777777777777777777777
15.(17分)如图所示,AB段为足够长的水平面,CD段为长度x。=8的光滑水平导轨,质量M=
4kg的小车静止在AB段,小车的上表面与CD段等高。倾角α=37°、长度L=7的传送带
下端通过一小段圆弧轨道平滑连接于D点。传送带沿逆时针方向以速度=4/s匀速运
动,质量=2kg、可视为质点的物体从传送带顶端由静止释放,物体离开传送带后经时间t。三
3s从小车的左端飞出,物体落地后立即静止。已知小车上表面与水平面的高度差h=1.25m,
物体与传送带以及小车上表面间的动摩擦因数均为41=0.25,小车与水平面的动摩擦因数2
=0.05,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6。
(1)求物体在传送带上滑行的时间;
(2)求传送带上的滑痕长度;
(3)求小车的长度,并判断小车车轮能否与物体发生碰
撞,若能,请求出碰前瞬间小车的速度,若不能,请求出
7●人1、、
小车静止时与物体的水平距离。
物理(五)第4页(共4页)·物理·
物理(五)
9
命题要素一贤表
注:
1.能力要求:
I.理解能力
Ⅱ.推理论证能力Ⅲ.模型建构能力N.创新能力V.实验探究能力
2.学科素养:
①物理观念
②科学思维③科学探究
④科学态度与责任
分
知识点
能力要求
学科素养
预估难度
题号
题型
值
(主题内容)
I
ⅢV
①
②③④
档次
系数
1
单项选择题
4
上抛小球在阻力下的折返运动
易
0.80
2
单项选择题
4
联系实际的临界极值问题
L
中
0.75
单项选择题
4
F-t图像和u-t图像
中
0.75
互成角度的力作用下的运动、瞬
4
单项选择题
中
0.65
时性问题
5
单项选择题
4
·一F图像分析相对运动
中
0.60
6
物体以某速度滑上传送带的可
单项选择题
4
中
0.60
能运动
单项选择题
4
弹簧作用下连接体的运动
难
0.55
多项选择题
加速参考系下连接体的运动
0.70
9
多项选择题
6
与弹簧相连的连接体运动
中
0.60
10
多项选择题
板块和传送带模型运动
难
0.50
11
非选择题
6
探究牛顿第二定律
中
0.75
12
非选择题
9
探究加速度与力的关系
中
0.65
13
非选择题
10
与弹簧相连的问题
中
0.70
14
非选择题
12
折返运动中的板块模型
中
0.60
15
非选择题
17
多过程复杂运动问题
难
0.50
香考答案及解析
一、单项选择题
渐增大到,加速度逐渐减小到零,因此速度和加速
1.C【解析】小球在减速上升过程中,加速度方向向
度都是渐变的,B项错误;当小球匀速下降时有mg=
下,处于失重状态,A项错误:在减速上升阶段,由牛
k,抛出瞬间由牛顿第二定律有mg十k6=ma,解得
顿第二定律有mg十ku=ma1,速度逐渐减小到零,加
a=(1十心)g,C项正确:由图像与横轴围成的面积
速度逐渐减小到g,下降阶段mg一ku=ma2,速度逐
·17·
·物理·
参考答案及解析
表示位移大小,可知上升过程小球的位移x<之,
能以速度vo做匀速直线运动,图①错误;若ngcos日
>mgsin0,因<v,可知传送带足够长时物块先匀
则小球上升过程中的平均速度<受,D项错误。
加速到与传送带共速,之后匀速上升,冲上斜面后做
匀减速运动,速度减为零后静止在斜面上,如图④所
2.D【解析】设传送带与水平面间的夹角为9,若货物
示;若传送带长度满足物块恰好加到与传送带共速时
能被传送到顶端,则umgcos≥mgsin0,即u≥tan0,
滑离传送带,此后匀减速上升到停下,图⑥错误;若传
根据几何关系有tan8=
V亿-后,解得h≤
h
送带长度较短,物块还未加速到与传送带共速就滑离
传送带,此后匀减速上升到停下,如图⑤所示;若
三,D项正确。
/1十
ngcos<mgsin0,因<v,可知传送带足够长时
3.B【解析】由图乙可知0~1s内物块做初速度为零
物块先减速到零,再反向加速下滑,因上、下滑的加速
的匀加速直线运动F:一f=ma1,1~2s内做匀速直
度大小均为a1=gsin-gcos0,可知回到出发点时
线运动F2=f,2s后开始做匀减速直线运动F,十f
速度为3m/s,如图②所示;若传送带长度较短,物块
=ma2,解得m=1kg,a1=a2=4m/s2,设物块减速
速度未减为零就冲上斜面,物块在斜面上的加速度大
到零的时间为t,有0=v一a2t,解得t=1s,故第3s
小a2=gsin日十gcos0,可得a2>a1,速度减为零后
末物块的速度为零,3~4s内拉力与摩擦力平衡,物
向下做匀加速直线运动,加速度大小a:=gsim0
块静止,A项错误,B项正确;~t图像与坐标轴所围
gcos=a1,如图③所示,图⑦错误,D项正确。
的面积表示位移大小,0一4s内的位移x=1十3×
7.C【解析】最初物体A、B静止,弹簧弹力F弹=
2
6 mgsin日十3mg=6mg=kx0,当物体A、B开始匀加
4m=8m,C项错误;01s内物块做匀加速运动,
速运动,运动位移为x时有k(x一x)一6 ngsin0-F
1~2s内物块做匀速运动,2~3s内物块做匀减速运
=6a,解得F=2mg-kx,故F随位移均匀变化,A
动,0~3s内摩擦力恒定,3~4s内由于物块停下,摩
项错误:当F=学时对物体B进行分析有N题
擦力与外力等大反向,因此全程摩擦力只有一次突
变,D项错误。
4 ngsin0-F=4ma,解得N=3mg,B项错误;F减
4.D【解析】对动滑轮受力分析,三个力互成120°角,
小到零时物体A、B的加速度为誉,此后做加速度逐
可知轻绳的张力大小T=F=45N,A项错误;对整
渐减小的加速运动,当加速度为零时二者速度最大,
体有F-2mg=2ma,解得a=1.25m/s2,2s末滑块
此时弹簧处于压缩状态有kx1=6 ngsin0,然后做加
P的速度大小v=at=2.5m/s,滑块Q的竖直位移x
速度逐渐增大的减速运动直到分离,分离时物体A、
、
af=2.5m,B项错误;对滑块P有Tcos30°=
B间没有弹力,二者有相同的加速度a=gsin0,此时
弹簧处于原长,此后物体B匀减速上升,C项正确,D
k△x,解得k=450√3N/m,C项错误;剪断轻绳的瞬
项错误。
间,弹簧弹力不变,所以滑块P的加速度大小a'=
二、多项选择题
√(mg)+(k△x)_5√307
m/s2,D项正确。
8.AD【解析】设轻绳AB的张力大小为T,OA与竖
4
5.C【解析】对A有uAg=ma4m,解得aam=2m/s,
直方向间的夹角为0,有Tcos9=mAg和Tsin0=
Bg,解得T=5N,0=37°,A项正确;小车在水平面
A项错误;对B有uBmg=maBm,解得aBm=1m/s2,
上向左做匀加速直线运动,对小球B有Tcos0=
由图乙可知F足够大时,A,B均相对C滑动,由}
ma,解得a=号m/g,B项错误设轻绳C4的张力
0.25s2可知相遇时间恒为t=2s,由L=2aAmt
大小为T,有T-Tsin9=ma,解得T=罗N,C
amt,解得L=2m,B项错误;当F=8N时B与
1
项错误:由于定滑轮两侧的轻绳恰好垂直,则轻绳对
C恰好发生相对滑动,有F-4cmg=4mam,解得m
定滑轮的作用力大小F=√T+T产=5√2N,D项
=1kg,C项正确:设A、C恰好发生相对滑动时的恒
正确。
力为F1,对C有F1一4cmg一amg一mg=
9.BC【解析】没悬挂B之前,A平衡时有3 ng sin0=
2a4m,解得F1=11N,D项错误。
F。,悬挂B并释放B的瞬间,对A、B构成的系统有
6.D【解析】因为u≠tanO,所以物块放上传送带后不
mg十F。-3 ngsin8=(m十3m)ao,对B有mg-T=
·18·
·物理·
ma,解得T=子mg,A项错误,B项正确:释放B后
(4)等于(1分)
A、B组成的系统做简谐运动,由对称性可知,在最高
紫1分
点P加速度大小等于a。,方向与a。相反,对B有T
一mg=ma,解得T=号mg,C项正确:对A,B组成
(6)易2分)
【解析】(1)由于使用了力传感器,力传感器能够直
的系统有F,十3gsin日-mg=(m十3m)a,解得F1
接测量出绳子对小车A的拉力大小,所以不需要满
=子mg,D项错误。
足mB远小于M4。
(2)因相邻两计数点间还有4个点没有画出,故相邻
10,ACD【解析】小煤块在传送带上做匀减速运动,有
μmg=mao,假设小煤块滑离传送带时未与传送带共
两计数点的时间间隔T=三=0.1s,小车A的加速
速,有6一Ui=2aoL,解得=8m/s>v,假设成
度大小a=3.392.40×10-m/s=0.495m/s,
立,A项正确:由=一a1和△x=,有一
2×0.12
2
由于使用了动滑轮,故钩码B的加速度大小为名≈
h,联立解得4=专m,故传送带上的滑痕长度为
0.25m/s2。
3m,D项正确:小煤块滑上长木板后在摩擦力作
(3)因有横截距b,可知可能是摩擦力不平衡,由F
用下减速,设经时间二者同速,对小煤块有g
Msin=Ma可得a=P+gsin0志根
=ma,边=一at,a=4),对长木板有
2
据=六可知小车A的质量M,=六
mg=Ma,4=a1=受,联立解得名=1s,
(4)气垫导轨若水平,遮光片1、2经过光电门的速度
应相等,故应满足t1'等于t?'。
2=2m/s,△x'=x1一x2=4m,由△x<l可知小煤
(5)根据光电门测速原理可知,遮光片1、2经过光电
块最终与长木板相对静止,小煤块相对于长木板右
端的距离s=(-△x′=1m,B项错误,C项正确。
门的速度大小分别为=4
,心=由关系式时
三、非选择题
11.(1)判断摩擦力是否平衡(2分)
-砖=21,结合F=M可得F-(日,
2e分)号2分
则斜率6=。
【解析】(1)由于物块A在长木板B上滑动时受摩擦
(6)对滑块有T=Ma,对钩码有mg一T=ma,解得
力的作用,使物块A所受的合外力不等于细线拉
T由于要求合力的相对误差不超过5%,
力,因此实验要安装光电门2来判断摩擦力是否
平衡。
则有g二T
5%,解得得≤元,即所挂钩码的质量
1
(2)设长木板B与水平桌面间的夹角为0,垫高后物
块A匀速运动时有Mg sin0=uMgcos0,对物块A
与清块质量的比值最大值为分。
和钩码构成的系统有nmog十Mgsin日-uMgcos0=
13.【解析】(1)金属块和轻弹簧受到的竖直向下的压力
(M十nma,挡光片过光电门1的速度0=是等于
大小为上顶板压力传感器的示数F1=6N,金属块
和轻弹簧受到的竖直向上的弹力大小为下底板压力
物块A的速度,由运动学知识有2=2a.xo,可得
传感器的示数F2=10N
(△t)2=
Md。1士d,结合图乙有,g二
对金属块有F1十ng-F2=ma,
(2分)
2xog
解得m=0.5kg
(2分)
c d
b'2xog
解得g去M-号
若上顶板压力传感器的示数为下底板压力传感器示
12.(1)不需要(1分)
数的一半,而弹簧形变量没有改变,故下底板压力传
(2)0.25(2分)
感器的示数仍为F2=10N,则上顶板压力传感器的
(3)上(2分)
示数F'=5N
对金属块有F,'十mg-F2=a2
(2分)
·19·
·物理·
参考答案及解析
解得a2=0
(1分)
由mgsin a>1 ngcos a可知物体与传送带共速后继
(2)上顶板压力传感器的示数为零,且金属块仍接触
续加速下滑
上顶板,可知下底板压力传感器的示数仍为F:
由gsin a-1 mgcos a=mag
(1分)
10N
解得a2=4m/s2,此阶段物体的位移x2=L一x1=
以竖直向下为正方向,对金属块有mg一F2=ma
6m
(1分)
由心-6=2ax和2=一心,可知物体到达传送
解得a=一10m/s2,可知箱子的加速度竖直向上,
故箱子可能向上加速或向下减速,加速度大小为
带底端时v=8m/s,t=1s
(1分)
10m/s
(2分)
故物体在传送带上滑行的时间t=i十t=1.5s
14.【解析】(1)相对滑动时,对小滑块有1Mg=Ma0
(1分)
(1分)
(2)h时间段内的滑痕长度△x1=1一之=1m
解得ao=2m/s2,方向水平向左
(1分)
(1分)
长木板与小滑块共速时,恰好与挡板碰撞
t2时间段内的滑痕长度△x2=x2一ot2=2m
对长木板有1Mg-2(M十m)g=ma
(1分)
(1分)
解得a1=1m/s
(1分)
因两部分滑痕重叠,故传送带上的滑痕长度△x=
根据匀变速直线运动的规律有6一at1=a1t和x
△x2=2m
(2分)
(1分)
(3)物体在CD段匀速滑行的时间t:==1s,以
解得t1=3.5s,x=6.125m
(1分)
速度v=8m/s冲上小车,且在小车上滑行的时间t
(2)设长木板与挡板碰撞前的速度为,即此时小滑
=t一ta=2s
块与长木板的速度均为v=a1t=3.5m/s
t1时间段内对物体有以1mg=ma,)=u一a3t,x3
返回时对长木板有1Mg十(M十m)g=ag
(1分)
=”
(1分)
解得a2=7m/s2
(1分)
对小车有Hmg一(M十m)g=Ma1,=a1t,x1=
由v=a2t2可知长木板碰撞后到停下耗时t2=0.5s
U
(1分)
24
(1分)
碰擅前小滑块运动的位移-,长木板运动
联立解得v1=3m/s,2=1m/s,xa=11m,x1=1m
(1分)
的位移x2=x
(1分)
故小车的长度L。=x4一x1=10m
(1分)
碰撞后长木板运动的位移x=
之t红,小滑块运动的
物体以=3m/s飞出小车后做平抛运动,在空中
1
2h
位移x=t一之a号
(1分)
飞行的时间ts=AW
=0.5s,水平位移x=t=
g
由几何关系可知长木板的长度L=x1一x2十x&十x1
1.5m
(1分)
解得L=20.75m
(1分)
物体离开小车后,小车匀减速停下,对小车有Mg
15.【解析】(1)释放后物体沿传送带加速下滑,由
=Ma=a:&=受
(1分)
ngsin a十1 ngcos a=ma1
(1分)
解得t6=2s,x6=1m
(1分)
解得a1=8m/s
由x>x6可知小车车轮与物体不会发生碰撞,小车
设经时间t1物体与传送带共速,则有4=
静止时与物体的水平距离△x=x一x6=0.5m
(1分)
0.5s,物体发生的位移1=受=1m
(1分)
·20·