内容正文:
樟树中学2027届高三年级上学期第一次诊断性作业
物理作业
考试范围:力学 运动学
一.选择题(1-7单选,每小题4分,8-10多选.每小题6分.共46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. 近年来,智能手机的普及产生了“低头族”,而不当的姿势与一系列健康问题存在关系,如背痛、胃痛、呼吸道疾病和颈椎疾病.现将人低头时头颈部简化成如图所示的模型:重心在头部的P点,颈椎OP(轻杆)可绕O转动,人的头部在颈椎的支持力和沿PQ方向的肌肉拉力的作用下静止,假设低头时颈椎与竖直方向的夹角为45°,PQ与竖直方向的夹角为60°,此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的( )
A. 2.0倍 B. 2.8倍 C. 3.3倍 D. 4.2倍
【答案】C
【解析】
【详解】设头部的重力为,肌肉拉力的大小为,颈椎对头部的支持力大小为。颈椎是轻杆且可绕转动,只受两端的作用力,故的方向沿、由指向。
以头部为研究对象,由平衡条件得水平方向
竖直方向
由水平方向的方程得,代入竖直方向的方程得
解得
则
直立时颈椎受到的压力等于头部的重力,故低头时颈椎受到的压力约为直立时的3.3倍。
故选C。
3. 智能运动手环中有加速度传感器,且能测量轴、轴和轴加速度(如图甲)。现手环做平抛运动掉落在地面上,图乙表示手环y轴方向的加速度随时间的变化情况。已知。下列说法正确的是( )
A. 大约1.40s末手环第一次接触地面
B. 手环加速度最大值处重力的功率最大
C. 手环开始平抛的高度约为0.8m
D. 落地时手环速度大小为4m/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.手环与地面接触,受到地面的作用力,手环的加速度大小、方向改变,由图乙可知大约是末,A错误;
B.手环加速度最大时,速度为0,重力的功率为0,B错误;
C.由图乙可知,手环在空中运动时间
由得手环开始平抛的高度约为0.8m,C正确;
D.由知手环落地时,竖直方向的速度为4m/s,因无法求得平抛的水平初速度,故手环落地的速度无法求出,D错误。
故选C。
4. 《天工开物》中记载了谷物脱壳工具——土砻(图甲)。如图乙所示,手柄ab和摇臂cd位于同一水平面内且相互垂直,c端通过光滑铰链相连,d为ab中点,c位于悬点O的正下方。,手柄ab重力为G且质量分布均匀,摇臂cd质量忽略不计。人不施加作用力时ab处于静止状态,则摇臂cd对手柄ab的作用力大小为( )
A. 2G B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意,竖直、水平,为直角三角形,设,则
由勾股定理得。
与竖直方向夹角满足
解得。
对受力分析:受重力(作用在重心,竖直向下)、点绳子的拉力(作用线过点,对力矩为0)、摇臂的作用力(为轻铰链杆,作用力沿杆即水平方向)。 对悬点取力矩平衡,重力的顺时针力矩等于的逆时针力矩:
代入、
解得:
因此摇臂对手柄的作用力大小为
故C正确。
5. 如图所示,相互接触的两物块放在光滑的水平面上,质量分别为和,且.现对两物块同时施加相同的水平恒力.设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为,则( )
A. 物块的加速度为
B. 物块的加速度为
C.
D. 可能为零
【答案】B
【解析】
【详解】A、由于没有摩擦力,且,故两者会一块运动,对整体由牛顿第二定律:
,解得:,故A错误,B正确;
C、再对B受力分析,由牛顿第二定律:
代入加速度解得:,由于,故不可能为零,故CD错误.
点睛:由于没有摩擦力,且后面的物体质量小,故两者能一块运动,加速度相同,先整体分析得到加速度,之后再隔离单独对A或B受力分析,都能得到两物块之间的相互作用力的大小.
6. 一般的曲线各个位置的弯曲程度不一样,但在研究时,可以把这条曲线分割为许多很短的小段,质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。如图所示,竖直平面上有一段固定曲线轨道abcd,轨道最低点b处和最高点c处的曲率半径分别为1m和2m。一质量为1kg的物体(可视为质点)从a处上侧进入轨道,运动至b处时速率为v,对轨道的压力为46N,重力加速度;若物体从d处下侧进入轨道,运动至c处时速率仍为v,则物体在c处时对轨道的压力为( )
A. 2N B. 4N C. 6N D. 8N
【答案】D
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律,物体运动至b处时,有
解得
物体以同等大小速率运动至c处时,有
解得
故选D。
7. 如图所示,在水平力F作用下,物体B沿水平面向右运动,物体A恰匀速上升,以下说法正确的是( )
A. 物体B正向右做匀减速运动
B. 物体B正向右做加速运动
C. 地面对B的摩擦力减小
D. 右侧绳与水平方向成30°角时,vA∶vB= ∶2
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB.将B的运动沿绳子方向和垂直于绳子方向分解,沿绳子方向上的分速度等于A的速度,如图所示
根据平行四边形定则有
vBcos α=vA
所以
vB=
α减小,所以B的速度减小,但不是匀减速运动,AB错误;
C.分别对A、B受力分析,在竖直方向上有
T=mAg
mg=N+Tsin α
α减小,则支持力增大,根据
f=μN
可知摩擦力增大,C错误;
D.根据
vBcos α=vA
右侧绳与水平方向成30°角时,有
vA:vB=∶2
D正确。
故选D。
8. 如图所示,足够长的倾斜传送带以v=2.4 m/s的速度逆时针匀速转动,传送带与水平面的夹角θ=37°,某时刻同时将A、B物块(可视为质点)轻放在传送带上,已知A、B两物块释放时间距为0.042 m,与传送带间的动摩擦因数分别为μA=0.75、μB=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2,则下列说法中正确的是( )
A. 物块B先做匀加速直线运动,后与传送带保持相对静止
B. 物块B最终一定追上物块A
C. 在t=0.24 s时,A、B物块速度大小相等
D. 在t=5.4 s前,A、B两物块之间的距离先增大后不变
【答案】BC
【解析】
【详解】物块B先做匀加速直线运动,当与传送带共速后,因为μB=0.50=0.75,则物块将继续加速下滑,选项A错误;物块A先做匀加速直线运动,当与传送带共速后,因为μA=0.750=0.75,则物块将与传送带相对静止,一起下滑,则物块B最终一定追上物块A,选项B正确;物块B开始下滑的加速度aB1=gsin370+μBgcos370=10m/s2,与传送带共速时经过的时间:;物块A开始下滑的加速度aA1=gsin370+μAgcos370=12m/s2,与传送带共速时经过的时间:;共速后物块A与传送带一起匀速下滑,则t=0.24s时两物块速度相等,选项C正确;在开始的0.24s内因为A的加速度较大,则两物块间的距离逐渐变大;在0.24s后物块B继续加速下滑速度逐渐变大,则两物块间的距离又逐渐减小,选项D错误;故选BC.
9. 无线充电宝可通过磁吸力吸附在手机背面,如图甲所示为科创小组某同学手握手机(手不接触充电宝),利用手机软件记录竖直放置的手机及吸附的充电宝从静止开始在竖直方向上的一次变速运动过程(手机与充电宝始终相对静止),记录的加速度a随时间t变化的图像如图乙所示(规定向上为正方向),t2时刻充电宝速度为零,且最终处于静止状态。已知无线充电宝质量为0.2kg,手机与充电宝之间的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,在该过程中下列说法正确的是( )
A. 充电宝受到的静摩擦力的最大值为1.0N
B. t3时刻充电宝受的摩擦力大小为0.4N
C. 充电宝在t2与t3时刻所受的摩擦力方向相反
D. 充电宝与手机之间的吸引力大小至少为10N
【答案】BD
【解析】
【详解】B.t3时刻由牛顿第二定律可得
解得
故B正确;
C.充电宝在t2时刻具有向上的最大加速度,由牛顿第二定律知摩擦力方向竖直向上,t3时刻充电宝具有向下的加速度,而加速度小于重力加速度,所以摩擦力方向向上,所以充电宝在t2与t3时刻所受的摩擦力方向相同,故C错误;
AD.t2时刻充电宝具有向上的最大加速度,充电宝与手机之间的摩擦力最大,此时由牛顿第二定律有
又
解得充电宝与手机之间的吸引力大小至少为
故D正确、A错误。
故选BD。
10. 水平面上放置一质量为m的滑块B,上方有圆形凹槽,质量也为m的圆柱A恰好能放置在凹槽中,其截面图如图所示,圆心与二者接触的左端点连线跟竖直方向夹角。一质量为M的物体C通过跨过定滑轮的不可伸长的轻质细绳与B相连,细绳张紧后由静止释放C,不计一切摩擦,B离定滑轮足够远,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 如果A、B能保持相对静止,B对A的作用力大小为
B. 如果A、B能保持相对静止,B对A的作用力大小为
C. 当时,A恰要从凹槽中滚出
D. 若时,则无论M为多大,A都不能滚出凹槽
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.如果A、B能保持相对静止,将A、B、C看作一个整体,根据牛顿第二定律可得
A受到B水平方向的作用力大小为
竖直方向的作用力为
B对A的作用力大小为
联立解得。故A错误,B正确;
C.圆柱A滚出凹槽的临界条件为圆柱A受到槽的支持力沿着圆心与二者接触的左端点连线方向,则有
把A、B、C看作一个整体,根据牛顿第二定律可得
联立解得
可知当时,A能从凹槽中滚出,故C错误;
D.当时,圆柱A滚出凹槽的临界条件为圆柱A受到槽的支持力沿着圆心与二者接触的左端点连线方向,则
解得临界加速度大小
把A、B、C看作一个整体,根据牛顿第二定律可得
所以无论M为多大,A都不能滚出凹槽,故D正确。
故选BD。
二、实验题(每空2分,共14分)
11. 某同学用如图所示的装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数,将长木板水平固定在桌面上,调节长木板左端定滑轮的高度及力传感器固定在竖直墙上的位置,使滑块上的轻质动滑轮两边的细线均与长木板平行。打点计时器所接交流电的频率为f,重力加速度为g。
(1)调节砂桶中砂的质量,轻推滑块。如果打点计时器打出的纸带上的点间隔逐渐变大,应适当________(填“增大”或“减小”)砂桶中砂的质量,直到打点计时器打出的纸带上的点间隔均匀,这时力传感器的示数为F0,滑块及滑块上动滑轮的质量为M,则滑块与长木板间的动摩擦因数µ=________(用题中所给物理量符号表示)。
(2)用该装置验证牛顿第二定律。加大砂和砂桶的质量,释放滑块,打点计时器打出的纸带如图乙所示,测量长度即可计算出滑块运动的加速度大小。若这时力传感器的示数为F,如果表达式________(用F、F0、M及a表示)成立,则牛顿第二定律得到验证。
【答案】(1) ①. 减小 ②.
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]如果打点计时器打出的纸带上的点间隔逐渐变大,说明滑块做加速运动,细线的拉力大于滑块所受摩擦力,所以应适当减小砂桶中砂的质量;
[2]打点计时器打出的纸带上的点间隔均匀说明滑块做匀速直线运动,有
解得
【小问2详解】
若牛顿第二定律成立,则有
联立可得
12. 某同学用如左图所示的装置研究平抛运动的实验,把小球运动轨迹记录在右图所示一张印有小方格的纸上,小方格的边长L=5.0cm,小球在平抛运动途中的几个位置如图中所示,g取9.8m/s2。
(1)下列说法正确的是________
A.安装带有斜槽的木板时,一定要注意木板是否竖直
B.必须尽量减少小球与轨道间的摩擦
C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放
D.将球的位置记录在纸上后,取下纸,利用直尺将点连成折线
(2)小球做平抛运动的水平初速度大小是_______m/s;(结果保留2位有效数字)
(3)小球平抛运动抛出点到图中第一个点的水平距离为_____cm,竖直距离为____cm。 (结果保留3位有效数字)
【答案】 ①. AC ②. 1.4 ③. 25.0 ④. 15.6
【解析】
【详解】(1)[1]A.安装带有斜槽的木板时,一定要注意木板是否竖直,因为小球运动轨迹在竖直平面内,减小测量误差,以防止小球运动时与木板接触而改变运动轨迹,故A正确;
BC.将斜槽末端成水平,每次小球只要从同一位置静止释放就能保证离开斜槽时具有相同的水平初速度,与斜槽是否有摩擦无关,故B错误,C正确。
D.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用平滑的曲线将各点连起来,将远离曲线的点舍掉,故D错误。
故选AC。
(2)[2]小球在竖直方向做匀加速直线运动
代入数据解得
小球在水平方向做匀速直线运动
代入数据解得
(3)[3]第2个点竖直方向速度
抛出点到第2个点的时间为
由此可知抛出点到第1个点的时间
小球平抛运动抛出点到图中第1个点的水平距离为
代入数据解得
[4]小球平抛运动抛出点到图中第1个点的竖直距离为
代入数据解得
三、解答题(共三题,10+14+16=40分)
13. 我国科技已经开启“人工智能”时代,“人工智能”已经走进千家万户.某天,小陈叫了外卖,外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上,小陈操控小型无人机带动货物,由静止开始竖直向上做匀加速直线运动,一段时间后,货物又匀速上升53s,最后再匀减速1s恰好到达他家阳台且速度为零.货物上升过程中,遥控器上显示无人机在上升过程的最大速度为1m/s,高度为56m.货物质量为2kg,受到的阻力恒为其重力的0.02倍,重力加速度大小g=10m/s2.求
(1)无人机匀加速上升的高度;
(2)上升过程中,无人机对货物的最大作用力.
【答案】(1)2.5m;(2)20.8N
【解析】
【详解】(1)无人机匀速上升的高度:h2=vt2
无人机匀减速上升的高度:h3=t3
无人机匀加速上升的高度:h1=h-h2-h3
联立解得:h1=2.5 m
(2)货物匀加速上升过程:v2=2ah1
货物匀加速上升的过程中,无人机对货物的作用力最大,由牛顿运动定律得:
F-mg-0.02mg=ma
联立解得:F=20.8 N
14. 如图甲所示,一水平长木板静止在光滑水平面上.现有一小铁块(可视为质点)从木板左端以v0= 4 m/s的水平初速度向右滑上木板,从此时刻开始计时,之后小铁块和木板运动的v-t图象如图乙所示.则
(1)铁块和木板匀变速运动时的加速度各是多大?
(2)从开始计时起0.5s内铁块相对于木板滑行的距离是多少?
(3)若铁块以v0= 4m/s水平初速度滑上木板时,木板也具有一水平速度,其方向向左,大小为v=1m/s.最终两者达共同速度不再发生相对滑动,则木板至少要多长铁块才不会滑下木板?
【答案】(1)6m/s2;2m/s2(2)1m(3)1.5625m
【解析】
【详解】(1)铁块加速度大小
木板加速度大小
(2) 铁块滑行
木板滑行
△x= x1- x2
解得△x =1m
(3)木板向左减速到速度为零
铁块向右减速
此后铁块向右减速,木板向右加速,经速度相等
得:,
铁块向右位移
木块向右位移
木板至少长度=m=1.5625m
15. 如图所示为足够长的水平传送带的俯视图,其运行速度为v,A、B是该传送带其中一侧的两个端点,货物(可视为质点,图中未标出)从A点以速度ν滑上传送带,速度方向与传送带左侧间夹角,货物恰好未从右侧边滑落。已知货物的质量为m,与传送带间的动摩擦因数为,重力加速度为g,,求:
(1)货物刚滑上传送带时加速度a的大小;
(2)货物与传送带间因摩擦而产生的热量Q;
(3)传送带的宽度L以及货物运动过程中的最小速度。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
货物刚滑上传送带时,速度大小与传送带速度大小相等,但是方向不一致,所以两者之间有相对运动。
对货物做受力分析:
在竖直方向上
在水平方向上,根据牛顿第二定律得
又根据滑动摩擦力计算公式得
联立得
【小问2详解】
以传送带为参考系,货物受到的摩擦力方向与相对传送带运动的速度方向相反,货物相对传送带做匀减速直线运动,货物在传送带上的划痕为直线。
对货物刚滑上传送带时货物速度、传送带速度进行分析,得到相对速度,如图所示,相对速度方向向下,且与传送带左边夹角为,大小
相对位移
货物与传送带间因摩擦而产生的热量
【小问3详解】
对相对速度和摩擦力沿传送带方向和垂直传送带方向进行正交分解,如图所示。
垂直传送带方向:
摩檫力
加速度
初速度
货物恰好未从右侧边滑落,到最右边时速度为,根据速度-位移公式得
解得
在运动过程中速度
沿传送带方向:
摩檫力
加速度
初速度
在运动过程中速度
求货物运动过程中的速度
当时,取得最小值
此时货物运动过程中的最小速度
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樟树中学2027届高三年级上学期第一次诊断性作业
物理作业
考试范围:力学 运动学
一.选择题(1-7单选,每小题4分,8-10多选.每小题6分.共46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. 近年来,智能手机的普及产生了“低头族”,而不当的姿势与一系列健康问题存在关系,如背痛、胃痛、呼吸道疾病和颈椎疾病.现将人低头时头颈部简化成如图所示的模型:重心在头部的P点,颈椎OP(轻杆)可绕O转动,人的头部在颈椎的支持力和沿PQ方向的肌肉拉力的作用下静止,假设低头时颈椎与竖直方向的夹角为45°,PQ与竖直方向的夹角为60°,此时颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的( )
A. 2.0倍 B. 2.8倍 C. 3.3倍 D. 4.2倍
3. 智能运动手环中有加速度传感器,且能测量轴、轴和轴加速度(如图甲)。现手环做平抛运动掉落在地面上,图乙表示手环y轴方向的加速度随时间的变化情况。已知。下列说法正确的是( )
A. 大约1.40s末手环第一次接触地面
B. 手环加速度最大值处重力的功率最大
C. 手环开始平抛的高度约为0.8m
D. 落地时手环速度大小为4m/s
4. 《天工开物》中记载了谷物脱壳工具——土砻(图甲)。如图乙所示,手柄ab和摇臂cd位于同一水平面内且相互垂直,c端通过光滑铰链相连,d为ab中点,c位于悬点O的正下方。,手柄ab重力为G且质量分布均匀,摇臂cd质量忽略不计。人不施加作用力时ab处于静止状态,则摇臂cd对手柄ab的作用力大小为( )
A. 2G B. C. D.
5. 如图所示,相互接触的两物块放在光滑的水平面上,质量分别为和,且.现对两物块同时施加相同的水平恒力.设在运动过程中两物块之间的相互作用力大小为,则( )
A. 物块的加速度为
B. 物块的加速度为
C.
D. 可能为零
6. 一般的曲线各个位置的弯曲程度不一样,但在研究时,可以把这条曲线分割为许多很短的小段,质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。如图所示,竖直平面上有一段固定曲线轨道abcd,轨道最低点b处和最高点c处的曲率半径分别为1m和2m。一质量为1kg的物体(可视为质点)从a处上侧进入轨道,运动至b处时速率为v,对轨道的压力为46N,重力加速度;若物体从d处下侧进入轨道,运动至c处时速率仍为v,则物体在c处时对轨道的压力为( )
A. 2N B. 4N C. 6N D. 8N
7. 如图所示,在水平力F作用下,物体B沿水平面向右运动,物体A恰匀速上升,以下说法正确的是( )
A. 物体B正向右做匀减速运动
B. 物体B正向右做加速运动
C. 地面对B的摩擦力减小
D. 右侧绳与水平方向成30°角时,vA∶vB= ∶2
8. 如图所示,足够长的倾斜传送带以v=2.4 m/s的速度逆时针匀速转动,传送带与水平面的夹角θ=37°,某时刻同时将A、B物块(可视为质点)轻放在传送带上,已知A、B两物块释放时间距为0.042 m,与传送带间的动摩擦因数分别为μA=0.75、μB=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2,则下列说法中正确的是( )
A. 物块B先做匀加速直线运动,后与传送带保持相对静止
B. 物块B最终一定追上物块A
C. 在t=0.24 s时,A、B物块速度大小相等
D. 在t=5.4 s前,A、B两物块之间的距离先增大后不变
9. 无线充电宝可通过磁吸力吸附在手机背面,如图甲所示为科创小组某同学手握手机(手不接触充电宝),利用手机软件记录竖直放置的手机及吸附的充电宝从静止开始在竖直方向上的一次变速运动过程(手机与充电宝始终相对静止),记录的加速度a随时间t变化的图像如图乙所示(规定向上为正方向),t2时刻充电宝速度为零,且最终处于静止状态。已知无线充电宝质量为0.2kg,手机与充电宝之间的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,在该过程中下列说法正确的是( )
A. 充电宝受到的静摩擦力的最大值为1.0N
B. t3时刻充电宝受的摩擦力大小为0.4N
C. 充电宝在t2与t3时刻所受的摩擦力方向相反
D. 充电宝与手机之间的吸引力大小至少为10N
10. 水平面上放置一质量为m的滑块B,上方有圆形凹槽,质量也为m的圆柱A恰好能放置在凹槽中,其截面图如图所示,圆心与二者接触的左端点连线跟竖直方向夹角。一质量为M的物体C通过跨过定滑轮的不可伸长的轻质细绳与B相连,细绳张紧后由静止释放C,不计一切摩擦,B离定滑轮足够远,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 如果A、B能保持相对静止,B对A的作用力大小为
B. 如果A、B能保持相对静止,B对A的作用力大小为
C. 当时,A恰要从凹槽中滚出
D. 若时,则无论M为多大,A都不能滚出凹槽
二、实验题(每空2分,共14分)
11. 某同学用如图所示的装置测量滑块与长木板间的动摩擦因数,将长木板水平固定在桌面上,调节长木板左端定滑轮的高度及力传感器固定在竖直墙上的位置,使滑块上的轻质动滑轮两边的细线均与长木板平行。打点计时器所接交流电的频率为f,重力加速度为g。
(1)调节砂桶中砂的质量,轻推滑块。如果打点计时器打出的纸带上的点间隔逐渐变大,应适当________(填“增大”或“减小”)砂桶中砂的质量,直到打点计时器打出的纸带上的点间隔均匀,这时力传感器的示数为F0,滑块及滑块上动滑轮的质量为M,则滑块与长木板间的动摩擦因数µ=________(用题中所给物理量符号表示)。
(2)用该装置验证牛顿第二定律。加大砂和砂桶的质量,释放滑块,打点计时器打出的纸带如图乙所示,测量长度即可计算出滑块运动的加速度大小。若这时力传感器的示数为F,如果表达式________(用F、F0、M及a表示)成立,则牛顿第二定律得到验证。
12. 某同学用如左图所示的装置研究平抛运动的实验,把小球运动轨迹记录在右图所示一张印有小方格的纸上,小方格的边长L=5.0cm,小球在平抛运动途中的几个位置如图中所示,g取9.8m/s2。
(1)下列说法正确的是________
A.安装带有斜槽的木板时,一定要注意木板是否竖直
B.必须尽量减少小球与轨道间的摩擦
C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放
D.将球的位置记录在纸上后,取下纸,利用直尺将点连成折线
(2)小球做平抛运动的水平初速度大小是_______m/s;(结果保留2位有效数字)
(3)小球平抛运动抛出点到图中第一个点的水平距离为_____cm,竖直距离为____cm。 (结果保留3位有效数字)
三、解答题(共三题,10+14+16=40分)
13. 我国科技已经开启“人工智能”时代,“人工智能”已经走进千家万户.某天,小陈叫了外卖,外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上,小陈操控小型无人机带动货物,由静止开始竖直向上做匀加速直线运动,一段时间后,货物又匀速上升53s,最后再匀减速1s恰好到达他家阳台且速度为零.货物上升过程中,遥控器上显示无人机在上升过程的最大速度为1m/s,高度为56m.货物质量为2kg,受到的阻力恒为其重力的0.02倍,重力加速度大小g=10m/s2.求
(1)无人机匀加速上升的高度;
(2)上升过程中,无人机对货物的最大作用力.
14. 如图甲所示,一水平长木板静止在光滑水平面上.现有一小铁块(可视为质点)从木板左端以v0= 4 m/s的水平初速度向右滑上木板,从此时刻开始计时,之后小铁块和木板运动的v-t图象如图乙所示.则
(1)铁块和木板匀变速运动时的加速度各是多大?
(2)从开始计时起0.5s内铁块相对于木板滑行的距离是多少?
(3)若铁块以v0= 4m/s水平初速度滑上木板时,木板也具有一水平速度,其方向向左,大小为v=1m/s.最终两者达共同速度不再发生相对滑动,则木板至少要多长铁块才不会滑下木板?
15. 如图所示为足够长的水平传送带的俯视图,其运行速度为v,A、B是该传送带其中一侧的两个端点,货物(可视为质点,图中未标出)从A点以速度ν滑上传送带,速度方向与传送带左侧间夹角,货物恰好未从右侧边滑落。已知货物的质量为m,与传送带间的动摩擦因数为,重力加速度为g,,求:
(1)货物刚滑上传送带时加速度a的大小;
(2)货物与传送带间因摩擦而产生的热量Q;
(3)传送带的宽度L以及货物运动过程中的最小速度。
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