精品解析:四川成都市彭州中学2025-2026学年高一上学期12月阶段检测物理试卷
2026-09-25
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内容正文:
2025-2026学年度四川省彭州中学高2025级高一上12月月考物理试卷
注意事项:
1.本试卷共10道选择题,5道非选择题;
2.选择题部分请用2B铅笔涂黑答题卡上对应的字母标号;对于非选择题,请用0.5mm黑色墨迹签字笔书写,书写时字迹要工整,清晰,不能超出答题卡规定的区域作答。
3.考试结束后,将试卷,答题卡,草稿纸一并交回。
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 如图甲,小明以0.75m/s的速度匀速走向关闭的感应门,速度始终与门垂直,当人与感应门正中央水平距离为1.5m时,两扇门从静止开始同时向两边平移,每扇门移动的 v-t图像如图乙所示, vₘ=0.9m/s。下列说法正确的是( )
A. 4s内门做匀变速直线运动
B. 门在加速阶段的加速度大小为0.9m/s²
C. 2s时,两扇门敞开空间的宽度最大
D. 当人经过门时,两扇门敞开空间的宽度为1.8m
2. 如图所示,某同学用智能手机拍摄物块从台阶旁的斜坡上自由滑下的过程,物块运动过程中的五个位置A、B、C、D、E及对应的时刻如图所示。已知斜坡是由长为的地砖拼接而成,且A、C、E三个位置物块的下边缘刚好与砖缝平齐。下列说法正确的是( )
A. 物块由位置A运动至位置E的时间为
B. 位置A与位置D间的距离为
C. 物块在位置D时的速度大小为
D. 物块下滑的加速度大小为
3. 如图所示,在水平面上固定着三个材料完全相同的木块,长度分别是L、2L、3L。一子弹(可视为原点)以水平初速度v射入木块,若子弹在木中做匀减速直线运动,当穿透第3个木块时速度恰好为0,则( )
A. 子弹穿出第2个木块时速度为
B. 子弹通过所有木块的平均速度大于通过第3个木块正中间位置的速度
C. 子弹通过第2个木块和第3个木块所用时间之比为
D. 通过所有木块和第3个木块所用时间的比值等于2
4. 六根相同的圆柱堆积放置在水平地面上,其截面图如图所示,系统处于静止状态,假设圆柱之间光滑,地面粗糙,设每根圆柱的质量为m,重力加速度为g,则以下说法正确的是( )
A. 地面对圆柱4无摩擦力
B. 圆柱2对圆柱5的弹力大小为
C. 圆柱2对圆柱4的弹力大小等于它对1的弹力的2倍
D. 圆柱2对圆柱4的弹力大小等于它对圆柱5的弹力
5. 如图所示,一根遵循胡克定律的轻质弹性绳,其一端固定在天花板的O点,另一端连接着质量为m的物块B。当系统静止时,绳子竖直,物块B恰好与地面接触,但没有挤压作用。在O点正下方的A点右侧安装一个光滑定滑轮。接着,将物块B替换为一个形状相同但质量为2m的物块C,并施加一个水平力F,使物块C沿水平方向缓慢地向右移动一段距离x(弹性绳始终在弹性限度内)。已知OA间距离等于弹性绳的自然长度,已知重力加速度大小为g。物块C与地面之间的动摩擦因数保持不变。对于该过程,下列说法正确的是( )
A. 地面对物块C的支持力越来越小
B. F先增大后减小
C. 物块C受到地面的摩擦力逐渐减小
D. 物块C对地面的压力始终为mg
6. 如图所示,质量为的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为的物体,与物体1相连接的绳与竖直方向成角,重力加速度为。则( )
A. 车厢的加速度为
B. 绳对物体的拉力为
C. 底板对物体的支持力为
D. 物体所受底板的摩擦力为
7. 如图所示,一质量M=3kg、倾角为α=45°的斜面体放在光滑水平地面上,斜面体上有一质量为m=1kg 的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力F作用在斜面体上,系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度为g=10m/s²,下列判断错误的是 ( )
A. 系统做匀加速直线运动
B. F=40N
C. 斜面体对楔形物体的作用力大小为
D. 增大力 F,楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 为了测定某款汽车的加速性能,在笔直公路旁插上4个间距相等的标杆,并用秒表记录汽车车头到达标杆的时刻。汽车从车头与1号标杆平齐处启动,此时记为时刻,以后车头到达2号标杆、3号标杆、4号标杆的时刻分别为、、,相邻标杆之间的距离均为x,汽车车头到达4号标杆前的运动视为匀加速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 汽车车头到达2号标杆的瞬时速度大小为
B. 汽车的加速度大小为
C.
D. 汽车车头从1号标杆运动到4号标杆的平均速度大小为
9. 如图所示,质量为M的半球形物体A和质量为m的球形物体B紧靠着放在倾角为α的固定斜面上,并处于静止状态;B球表面光滑,已知重力加速度为g,则关于物体受力情况的判断正确的是( )
A. 物体A受到3个力的作用
B. 物体B对物体A的压力大于mgsinα
C. 物体B对斜面的压力等于mgcosα
D. 物体A对斜面的摩擦力等于(M+m)gsinα
10. 如图甲所示,长的木板静止在某水平面上,时刻,可视为质点的小物块以水平向右的某初速度从的左端向右滑上木板。、的图像如图乙所示。其中、分别是内、的图像,是内、共同的图像。已知、的质量均是,取,则以下判断正确的是( )
A. 、系统在相互作用的过程中动量不守恒
B. 在内,摩擦力对的冲量是1N·s
C. 、之间的动摩擦因数为
D. 相对静止的位置在木板的右端
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 如图所示,利用一颗苹果下落的频闪照片来研究自由落体运动。设频闪光源的频率为f,竖直下落距离、和均已知。
(1)若图中A点的速度恰好为零,则__________,苹果下落加速度的表达式为__________。(用、和f表示)
(2)苹果通过C点的瞬时速度的表达式为__________(用、和f表示)
12. 某物理兴趣小组用如图所示的装置做验证机械能守恒定律的实验,一细绳跨过悬挂的光滑定滑轮,两端分别系有小球A和B,初始时A、B处于静止状态,先将细绳拉紧,然后同时释放小球A、B,已知当地重力加速度为g。
(1)测得小球A、B的质量分别为m1、m2,且m1<m2,若不计空气阻力,则小球A加速上升过程的加速度a=_____(用字母m1、m2和g表示)。
(2)实验中测得小球A上升距离h所用时间为t,则该过程中A、B两球组成的系统重力势能减少量∆Ep=_____,动能增加量∆Ek=_____或∆Ek=________(用字母m1、m2、g、h和t表示),若实验中满足∆Ep=∆Ek,则验证了A、B两球组成的系统机械能守恒。
(3)为提高实验结果的准确程度,小组同学对此实验提出建议,下列建议中确实对提高准确程度有作用的是( )
A. 细绳的质量要轻
B. 在“细绳”的前提下,绳子越长越好
C. 尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃
D. 两个物块的质量之差要尽可能小
四、解答题:本大题共3小题,共38分。
13. 如图所示,一磁性黑板镶嵌在竖直墙内,保持竖直面平整,将一质量为的磁性贴(可视为质点)由距黑板上端处静止释放,最后停在黑板上距黑板上端处。已知磁性贴与黑板间的动摩擦因数,取,求:
(1)磁性贴的最大速度;
(2)磁性贴运动的总时间;
(3)黑板对磁性贴的吸引力大小。
14. 如图所示,质量m的杂技演员利用动滑轮(图中未画出)悬挂在细绳上以完成各种杂技表演。绳子一端固定在竖直杆上的a点,另一端通过定滑轮与静止在粗糙水平地面上质量M=6m物体连接。当杂技演员静止不动时,定滑轮两侧细绳与水平方向的夹角分别为α=30°,β=37°。细绳不可伸长,不计绳子质量、动滑轮质量以及滑轮与细绳间的摩擦,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:
(1)绳子张力的大小;
(2)水平地面对物体的支持力和摩擦力的大小;
(3)保持定滑轮和物体位置不变,将竖直杆往左侧移动,滑轮左侧细绳与水平方向的夹角α减小,为了不让物体发生滑动,sinα的最小值为0.25,求物体与水平地面的动摩擦因数μ。
15. 如图所示,长木板A位于足够高的光滑水平台面上,右端用轻绳绕过光滑的轻质定滑轮与物体C连接。当C从静止开始下落0.4m时,在A的最右端轻放一小铁块B(初速度为0,可视为质点),最终B恰好未从A上滑落,已知A与C的质量均为,B的质量为,A、B间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度.求:
(1)铁块B放上前瞬间,轻绳中的张力大小T及木板A的速度大小;
(2)木板A的长度L;
(3)若当B轻放在A最右端的同时,对B施加一水平向右、大小为70N的恒力F,其他条件不变,则B滑出A时速度大小。
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2025-2026学年度四川省彭州中学高2025级高一上12月月考物理试卷
注意事项:
1.本试卷共10道选择题,5道非选择题;
2.选择题部分请用2B铅笔涂黑答题卡上对应的字母标号;对于非选择题,请用0.5mm黑色墨迹签字笔书写,书写时字迹要工整,清晰,不能超出答题卡规定的区域作答。
3.考试结束后,将试卷,答题卡,草稿纸一并交回。
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 如图甲,小明以0.75m/s的速度匀速走向关闭的感应门,速度始终与门垂直,当人与感应门正中央水平距离为1.5m时,两扇门从静止开始同时向两边平移,每扇门移动的 v-t图像如图乙所示, vₘ=0.9m/s。下列说法正确的是( )
A. 4s内门做匀变速直线运动
B. 门在加速阶段的加速度大小为0.9m/s²
C. 2s时,两扇门敞开空间的宽度最大
D. 当人经过门时,两扇门敞开空间的宽度为1.8m
【答案】D
【解析】
【详解】A.匀变速直线运动的加速度保持不变。由图可知,门做匀加速运动,门做匀减速运动,加速度方向发生了改变,全程加速度不是定值,不是匀变速直线运动,故A错误。
B.加速阶段
时间,加速度
故B错误。
C.内门始终向两侧运动,位移一直在增大,直到速度减为0后才停止运动,因此时两扇门敞开空间宽度最大,故C错误。
D.人匀速走向门,人到达门的时间
图的面积表示位移,单扇门内的位移
两扇门向两侧运动,总敞开宽度为
故D正确。
故选D。
2. 如图所示,某同学用智能手机拍摄物块从台阶旁的斜坡上自由滑下的过程,物块运动过程中的五个位置A、B、C、D、E及对应的时刻如图所示。已知斜坡是由长为的地砖拼接而成,且A、C、E三个位置物块的下边缘刚好与砖缝平齐。下列说法正确的是( )
A. 物块由位置A运动至位置E的时间为
B. 位置A与位置D间的距离为
C. 物块在位置D时的速度大小为
D. 物块下滑的加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图(b)中各个位置对应时刻可知,相邻位置的时间间隔为0.4s,则AE的时间间隔为1.6s,故A错误;
D.AC段与CE段的时间间隔为,则
解得物块下滑的加速度大小为。故D正确;
C.根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知,物块在位置D时的速度大小为。故C错误;
B.位置A到位置D的加速过程,逆向看有,故B错误。
故选D。
3. 如图所示,在水平面上固定着三个材料完全相同的木块,长度分别是L、2L、3L。一子弹(可视为原点)以水平初速度v射入木块,若子弹在木中做匀减速直线运动,当穿透第3个木块时速度恰好为0,则( )
A. 子弹穿出第2个木块时速度为
B. 子弹通过所有木块的平均速度大于通过第3个木块正中间位置的速度
C. 子弹通过第2个木块和第3个木块所用时间之比为
D. 通过所有木块和第3个木块所用时间的比值等于2
【答案】C
【解析】
【详解】A.子弹穿出第2个木块时速度为,由,
解得,故A错误;
B.子弹通过所有木块的平均速度等于中间时刻的速度,而中间时刻恰好通过第3个木块正中间位置,故通过所有木块的平均速度等于通过第3个木块正中间位置的速度,B错误;
D.子弹穿过所有木块的过程可以看成一个由第3个木块右端向左的初速度为零的匀加速运动的逆过程,根据,可得通过第3个木块和所有木块所用时间的比为,D错误;
C.通过第3个木块和2、3两个木块所用时间的比为;故子弹通过第2个木块和第3个木块所用时间之比为,C正确。
故选C。
4. 六根相同的圆柱堆积放置在水平地面上,其截面图如图所示,系统处于静止状态,假设圆柱之间光滑,地面粗糙,设每根圆柱的质量为m,重力加速度为g,则以下说法正确的是( )
A. 地面对圆柱4无摩擦力
B. 圆柱2对圆柱5的弹力大小为
C. 圆柱2对圆柱4的弹力大小等于它对1的弹力的2倍
D. 圆柱2对圆柱4的弹力大小等于它对圆柱5的弹力
【答案】C
【解析】
【详解】A.圆柱2对圆柱4的压力有水平分量,则地面对圆柱4一定有摩擦力,选项A错误;
BCD.对球1、2、4受力分析如图,由平衡可知
解得
对2分析可知
联立解得
则圆柱2对圆柱5的弹力大小为
由以上结论结合牛顿第三定律可知
选项BD错误,C正确;
故选C。
5. 如图所示,一根遵循胡克定律的轻质弹性绳,其一端固定在天花板的O点,另一端连接着质量为m的物块B。当系统静止时,绳子竖直,物块B恰好与地面接触,但没有挤压作用。在O点正下方的A点右侧安装一个光滑定滑轮。接着,将物块B替换为一个形状相同但质量为2m的物块C,并施加一个水平力F,使物块C沿水平方向缓慢地向右移动一段距离x(弹性绳始终在弹性限度内)。已知OA间距离等于弹性绳的自然长度,已知重力加速度大小为g。物块C与地面之间的动摩擦因数保持不变。对于该过程,下列说法正确的是( )
A. 地面对物块C的支持力越来越小
B. F先增大后减小
C. 物块C受到地面的摩擦力逐渐减小
D. 物块C对地面的压力始终为mg
【答案】D
【解析】
【详解】A.物块C受重力,弹性绳的弹力和地面的支持力,平衡方程为
设弹性绳的形变量为,劲度系数为,弹性绳与竖直方向的夹角为,由几何关系可得
当系统静止时,绳子竖直,物块B恰好与地面接触,但没有挤压作用,可知
故
地面对物块C的支持力不变,A错误;
B.水平方向,根据平衡条件可得
代入数据得
当增大,增大,增大,随增大而增大,B错误;
C.滑动摩擦力
因地面对物块C的支持力恒定,物块C受到地面的摩擦力不变,C错误;
D.根据牛顿第三定律,物块C对地面的压力与地面对它的支持力大小相等,即压力为,D正确。
故选D。
6. 如图所示,质量为的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为的物体,与物体1相连接的绳与竖直方向成角,重力加速度为。则( )
A. 车厢的加速度为
B. 绳对物体的拉力为
C. 底板对物体的支持力为
D. 物体所受底板的摩擦力为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.对物体1受力分析,设绳的拉力为,车厢加速度为。物体1随车厢一起向右加速,竖直方向根据平衡条件有
水平方向根据牛顿第二定律有
联立解得,,故AB错误;
C.对物体2受力分析,物体2随车厢一起向右加速,加速度为
竖直方向根据平衡条件有
解得底板对物体2的支持力,故C错误;
D.水平方向根据牛顿第二定律有,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,一质量M=3kg、倾角为α=45°的斜面体放在光滑水平地面上,斜面体上有一质量为m=1kg 的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力F作用在斜面体上,系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度为g=10m/s²,下列判断错误的是 ( )
A. 系统做匀加速直线运动
B. F=40N
C. 斜面体对楔形物体的作用力大小为
D. 增大力 F,楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动
【答案】C
【解析】
【详解】AB.对整体受力分析如图甲所示,
由牛顿第二定律有
对楔形物体受力分析如图乙所示。由牛顿第二定律有
可得
故AB不符合题意;
C.斜面体对楔形物体的作用力
故C符合题意;
D.外力F增大,则斜面体加速度增大,斜面体对楔形物体的支持力也增大,则支持力在竖直方向的分力大于重力,有向上的加速度,所以楔形物体将会相对斜面体沿斜面上滑,故D不符合题意。
故选 C
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 为了测定某款汽车的加速性能,在笔直公路旁插上4个间距相等的标杆,并用秒表记录汽车车头到达标杆的时刻。汽车从车头与1号标杆平齐处启动,此时记为时刻,以后车头到达2号标杆、3号标杆、4号标杆的时刻分别为、、,相邻标杆之间的距离均为x,汽车车头到达4号标杆前的运动视为匀加速直线运动。下列说法正确的是( )
A. 汽车车头到达2号标杆的瞬时速度大小为
B. 汽车的加速度大小为
C.
D. 汽车车头从1号标杆运动到4号标杆的平均速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.汽车从1号标杆到3号标杆的平均速度
同时也是中间时刻的速度,而不是中间位移处的速度,所有不是汽车车头到达2号标杆的瞬时速度。故A错误;
B.汽车从1号标杆到4号标杆过程有
解得汽车的加速度大小为
故B正确;
C.根据
解得
故C正确;
D.汽车车头从1号标杆运动到4号标杆的平均速度大小为
故D错误。
故选BC。
9. 如图所示,质量为M的半球形物体A和质量为m的球形物体B紧靠着放在倾角为α的固定斜面上,并处于静止状态;B球表面光滑,已知重力加速度为g,则关于物体受力情况的判断正确的是( )
A. 物体A受到3个力的作用
B. 物体B对物体A的压力大于mgsinα
C. 物体B对斜面的压力等于mgcosα
D. 物体A对斜面的摩擦力等于(M+m)gsinα
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A.物体A受重力、支持力、摩擦力、B对A的压力,共4个力,故A错误;
BC.对物体B受力分析,受重力、斜面的支持力和A对B的支持力,由于弹力与接触面垂直,故A对B的支持力不是平行斜面向上,而是偏向上一点;根据平衡条件,有
mgsinα=Fcosθ
Fsinθ+N=mgcosα
结合牛顿第三定律,物体B对斜面的压力小于mgcosα,物体B对物体A的压力大于mgsinα,故B正确,C错误;
D.对AB组成的整体进行受力分析可知,整体处于平衡状态,所以沿斜面的方向A受到的摩擦力与二者的重力沿斜面向下的分力相等,即A受到斜面的摩擦力等于(M+m)gsinα,由牛顿第三定律可知,物体A对斜面的摩擦力等于(M+m)gsinα,故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,长的木板静止在某水平面上,时刻,可视为质点的小物块以水平向右的某初速度从的左端向右滑上木板。、的图像如图乙所示。其中、分别是内、的图像,是内、共同的图像。已知、的质量均是,取,则以下判断正确的是( )
A. 、系统在相互作用的过程中动量不守恒
B. 在内,摩擦力对的冲量是1N·s
C. 、之间的动摩擦因数为
D. 相对静止的位置在木板的右端
【答案】BC
【解析】
【详解】A.P与Q组成的系统在速度相等以后做匀速运动,说明地面摩擦力为零,故相互作用的过程系统所受的外力之和为零,系统动量守恒,故A错误;
B.从图象可知,内对Q,先做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,在内无摩擦力,根据动量定理,摩擦力的冲量等于动量的变化,所以
故B正确;
C.P从速度为减为所需的时间为,则
又
代入数据解得
故C正确;
D.在时,P、Q相对静止,一起做匀速直线运动,在内,P的位移
Q的位移
则
可知P与Q相对静止时不在木板的右端,故D错误。
故选BC。
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11. 如图所示,利用一颗苹果下落的频闪照片来研究自由落体运动。设频闪光源的频率为f,竖直下落距离、和均已知。
(1)若图中A点的速度恰好为零,则__________,苹果下落加速度的表达式为__________。(用、和f表示)
(2)苹果通过C点的瞬时速度的表达式为__________(用、和f表示)
【答案】(1) ①. 1:5## ②.
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]若图中A点的速度恰好为零,根据
可得
则有
所以
[2]根据匀变速直线推论可得
可得苹果下落加速度的表达式为
【小问2详解】
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则苹果通过C点的瞬时速度的表达式为
12. 某物理兴趣小组用如图所示的装置做验证机械能守恒定律的实验,一细绳跨过悬挂的光滑定滑轮,两端分别系有小球A和B,初始时A、B处于静止状态,先将细绳拉紧,然后同时释放小球A、B,已知当地重力加速度为g。
(1)测得小球A、B的质量分别为m1、m2,且m1<m2,若不计空气阻力,则小球A加速上升过程的加速度a=_____(用字母m1、m2和g表示)。
(2)实验中测得小球A上升距离h所用时间为t,则该过程中A、B两球组成的系统重力势能减少量∆Ep=_____,动能增加量∆Ek=_____或∆Ek=________(用字母m1、m2、g、h和t表示),若实验中满足∆Ep=∆Ek,则验证了A、B两球组成的系统机械能守恒。
(3)为提高实验结果的准确程度,小组同学对此实验提出建议,下列建议中确实对提高准确程度有作用的是( )
A. 细绳的质量要轻
B. 在“细绳”的前提下,绳子越长越好
C. 尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃
D. 两个物块的质量之差要尽可能小
【答案】(1)
(2) ①. ②. ③. (3)AC
【解析】
【小问1详解】
设小球A加速上升过程中绳子拉力为,根据牛顿第二定律有
联立解得
【小问2详解】
[1]小球A、B连结在一起,A上升的距离一定等于B下降的距离,A、B的速度总是大小相等.系统重力势能减少量为
[2][3]动能增加量为
由
和
可得速度
或
则动能增加量为
或
【小问3详解】
A.如果细绳质量不能忽略,则A、B组成的系统势能将有一部分转化为绳子的动能,从而为验证机械能守恒定律的实验带来误差,选项A正确;
BC.若绳太长,容易引起物体的摆动,当物体摆动时,两物体的速度大小有差别,给计算系统的动能带来误差,即尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃,选项B错误、选项C正确;
D.绳子长度和两个物块质量差应适当,即两个物块的质量之差不能尽可能小,也不能尽可能大,选项D错误。
故选AC。
四、解答题:本大题共3小题,共38分。
13. 如图所示,一磁性黑板镶嵌在竖直墙内,保持竖直面平整,将一质量为的磁性贴(可视为质点)由距黑板上端处静止释放,最后停在黑板上距黑板上端处。已知磁性贴与黑板间的动摩擦因数,取,求:
(1)磁性贴的最大速度;
(2)磁性贴运动的总时间;
(3)黑板对磁性贴的吸引力大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
磁性贴的运动分为两个阶段:从静止向下做匀加速直线运动,到达黑板上沿时速度达到最大值,之后进入黑板区域向下做匀减速直线运动,最终速度减为0。
匀加速阶段位移,仅受重力作用,加速度
由匀变速直线运动公式
磁性贴的最大速度
【小问2详解】
加速阶段,由,得加速阶段运动时间
减速阶段,位移,末速度为0,由匀变速公式
代入数据得减速加速度大小
再由得减速阶段运动时间
总时间
【小问3详解】
减速阶段对磁性贴竖直方向受力分析,向上的滑动摩擦力,向下的重力,取向上为正方向,由牛顿第二定律,则
则
代入数值
解得黑板给磁性贴的支持力
因为水平方向磁性贴受力平衡,则黑板对磁性贴的吸引力大小
14. 如图所示,质量m的杂技演员利用动滑轮(图中未画出)悬挂在细绳上以完成各种杂技表演。绳子一端固定在竖直杆上的a点,另一端通过定滑轮与静止在粗糙水平地面上质量M=6m物体连接。当杂技演员静止不动时,定滑轮两侧细绳与水平方向的夹角分别为α=30°,β=37°。细绳不可伸长,不计绳子质量、动滑轮质量以及滑轮与细绳间的摩擦,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。求:
(1)绳子张力的大小;
(2)水平地面对物体的支持力和摩擦力的大小;
(3)保持定滑轮和物体位置不变,将竖直杆往左侧移动,滑轮左侧细绳与水平方向的夹角α减小,为了不让物体发生滑动,sinα的最小值为0.25,求物体与水平地面的动摩擦因数μ。
【答案】(1)mg (2)5.4mg,
(3)
【解析】
【小问1详解】
对动滑轮分析,如图所示
根据受力平衡可得
解得
FT=mg
【小问2详解】
对物体分析,如图所示
由受力平衡可得
解得
=5.4mg
由
FTcosβ=Ff
得
Ff =
【小问3详解】
物体恰好要开始滑动时,有
对动滑轮分析有
联立解得物体与水平地面的动摩擦因数为
15. 如图所示,长木板A位于足够高的光滑水平台面上,右端用轻绳绕过光滑的轻质定滑轮与物体C连接。当C从静止开始下落0.4m时,在A的最右端轻放一小铁块B(初速度为0,可视为质点),最终B恰好未从A上滑落,已知A与C的质量均为,B的质量为,A、B间的动摩擦因数,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度.求:
(1)铁块B放上前瞬间,轻绳中的张力大小T及木板A的速度大小;
(2)木板A的长度L;
(3)若当B轻放在A最右端的同时,对B施加一水平向右、大小为70N的恒力F,其他条件不变,则B滑出A时速度大小。
【答案】(1)N;,;(2);(3),
【解析】
【详解】(1)B放上前,对C根据牛顿第二定律有
对A根据牛顿第二定律有
解得
N;
根据速度—位移公式有
解得
(2)B相对A左滑,由于,则可知A、C匀速,此时对B有
AB相对滑动过程,则有
,
解得
(3)作用时,B相对A左滑,A、C匀速,此时对B有
根据运动学规律有
,
则
A、B共速后,假设B相对A右滑,对B有
对A、C,根据牛顿第二定律有
解得
由于,假设成立,则有
解得
根据速度—位移公式有
解得
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