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高一物理
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示,一只玻璃杯放在水平桌面上,杯子下面压着一张纸条,用手扶住杯子把纸条抽出。关于抽出纸条的过程,下列说法正确的是( )
A. 杯子所受摩擦力的方向与纸条运动的方向相同
B. 杯子所受摩擦力的方向与纸条运动的方向相反
C. 杯子静止,杯子受到的是静摩擦力
D. 抽出纸条的速度越大,杯子受到的摩擦力越大
【答案】A
【解析】
【详解】AB.杯子所受摩擦力的方向与杯子相对纸条运动的方向相反,与纸条运动的方向相同,故A正确,B项错误;
C.杯子与纸条相对运动,杯子受到的是滑动摩擦力,故C错误;
D.杯子受到的摩擦力与抽出纸条的速度无关,故D错误。
故选A。
2. 甲、乙质点做直线运动的位移x随时间t变化关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 甲质点的速度方向发生了变化
B. 甲质点在内的平均速度为2m/s
C. 乙质点在内做匀速直线运动
D. 乙质点在内的平均速度为2m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于图像的斜率表示物体的速度由题图可知,甲质点的速度方向不变,故A项错误;
B.平均速度是物体的位移与发生这段位移所用时间的比值,结合题图可知,故B项错误;
C.由于图像的斜率表示物体的速度,结合题图可知,乙质点在2s末速度大小发生了变化,所以其不是做匀速直线运动,故C项错误;
D.平均速度是物体的位移与发生这段位移所用时间的比值,结合题图可知,故D项正确。
故选D。
3. 如图所示,某同学用手拉自重为0.2 N的弹簧测力计上端的吊环,弹簧测力计下端挂有一质量为0.20 kg的光滑均匀球体,球体静止在带有固定挡板的斜面上,斜面的倾角为30°,挡板与斜面的夹角为60°。若弹簧测力计位于竖直方向,且手对弹簧测力计的拉力为1.2 N,重力加速度g取10 m/s2,则挡板对球体的支持力大小为( )
A. N B. N C. N D. 2 N
【答案】B
【解析】
【详解】设球体对弹簧测力计的拉力为,对弹簧测力计,根据平衡条件,有
解得
根据牛顿第三定律可知,弹簧测力计对球体的拉力
对球体,其受力分析如下图所示:
则可得
解得挡板对球体的支持力
故选B。
4. 如图所示,O点处有一个很小的光滑轻质圆环,一根轻绳AB穿过圆环,A端固定在竖直墙面上,B端悬挂一质量为m的重物。另一根轻绳一端固定在C点,另一端系在圆环上,力F作用在圆环上。当圆环静止时,轻绳OC与轻绳OA水平,F与OA的夹角为θ。已知重力加速度为g。现改变力F,圆环的位置不变,且重物始终处于平衡状态,则F的大小可能为( )
A. mg B. mg C. mg D. mg
【答案】C
【解析】
【详解】圆环为光滑轻质圆环,且圆环的位置始终不变,则轻绳OA、OB对圆环的拉力大小始终等于重物的重力,两个拉力的合力大小不变,为
方向与水平方向的夹角始终为45°。对圆环进行受力分析,作出矢量三角形,如图所示
可知的最小值为
所以的大小可能为,不可能是、、,故ABD错误,C正确。
故选C。
5. 如图,一粗糙斜劈状物体P静止在地面上,P的斜面顶端装有一光滑定滑轮,一细绳跨过滑轮,其一端悬挂质量为的物块N,另一端与斜面上的质量为的物块M相连,系统处于静止状态,现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成。已知M始终保持静止,重力加速度取,则在此过程中( )
A. 水平拉力的最大值为
B. 细绳的拉力的最大值大于
C. M所受斜面的摩擦力一定一直增大
D. P所受地面的摩擦力一定一直增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.设细绳与竖直方向的夹角为,N受力平衡,则
用水平向左的拉力缓慢拉动N,则角变大,则水平拉力变大,当时,水平拉力最大,其最大值为,故A错误;
B.M所受细绳的拉力
当时,细绳的拉力最大,其最大值为,故B错误;
C.若开始时M受斜面的静摩擦力沿斜面向上,则
当增大时,所受斜面的摩擦力减小,若开始时受斜面的静摩擦力沿斜面向下,则
当增大时,M所受斜面的摩擦力增大,故C错误;
D.对P、M、N的整体受力分析可知,整体在水平方向受向左的力以及地面对P的向右的静摩擦力,则当变大时,所受地面的摩擦力一定一直增大,故D正确。
故选D。
6. 将一物体从高度为h处由静止释放,物体经过t时间落到地面,物体落到地面前瞬间的速度大小为v。忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 物体下落至高度为处的速度大小为
B. 物体在前时间内下落的高度为
C. 物体在前时间与后时间内的平均速度之比为1∶2
D. 物体下落前高度和后高度所用的时间之比为1∶
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意,有,
可得物体下落至高度为处的速度,故A错误;
BC.由于做自由落体运动的物体在连续相等时间内的位移之比为,平均速度之比为,故物体在前时间内下落的高度为,故B正确,C错误;
D.根据初速度为零的匀变速直线运动的规律可知,物体下落前高度和后高度所用的时间之比为,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,一轻弹簧一端套在固定的光滑水平轴O上,另一端固定在质量为m的小球上,在O点的正上方有一光滑定滑轮,细绳通过滑轮与小球连接,在细绳的另一端用适当大小的力拉住,使小球处于静止状态。若缓慢拉动细线(始终保持小球平衡)直到小球刚到滑轮的正下方过程中,下列说法正确的是( )
A. 细绳的拉力大小不变
B. 细绳的拉力大小先变大后变小
C. 弹簧形变量不变
D. 弹簧形变量先变小后变大
【答案】C
【解析】
【详解】对小球受力分析,小球受到三个力,重力、弹簧的弹力和细绳的拉力,如图所示
将这三个力进行适当平移可构成一个首尾相接的矢量三角形,如图所示
这个力的三角形与△OAB相似,设,,,则
由于、不变,变小,所以变小;
设弹簧的原长为,劲度系数为,压缩量为,则
根据胡克定律
故
因不变,故弹簧压缩量为不变。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,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. 如图甲、乙所示,传送带分别水平和倾斜,滑块A和B叠放在传送带上,B被细线连于墙上。如果传送带逆时针转动,滑块A和B都相对地面静止,则下列说法正确的是( )
A. 图甲中,A受到的静摩擦力水平向右
B. 图甲中,增大A的质量,B受到的摩擦力增大
C. 图乙中,滑块B受5个力的作用
D. 图乙中,仅将传送带速度增大,细线拉力不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A.A处于静止状态,对A进行分析,受到重力与竖直向上的支持力,根据平衡条件可知, A不受摩擦力作用,故A错误;
B.B相对于传送带向右运动,B受到传送带向左的滑动摩擦力作用,滑动摩擦力与动摩擦因数(粗糙程度)和正压力有关,增大A的质量,正压力增大,B受到的摩擦力增大,故B正确;
C.以A为研究对象,根据受力平衡可知,A受到重力、B对A的支持力和沿B上表面向上的摩擦力作用,以B为研究对象,可知B受到重力、A对B的压力和摩擦力、传送带对B的支持力和摩擦力、细线拉力作用,可知,滑块B受6个力的作用,故C错误;
D.仅将传送带速度增大,由于B受到重力、A对B的压力和摩擦力、传送带对B的支持力和摩擦力均保持不变,根据平衡条件可知,细线拉力不变,故D正确。
故选BD。
9. 如图所示,将一长L=0.4 m的金属管从地面以v0的速率竖直上抛,距管口正上方高h=1.2 m处有一小球同时自由下落,金属管落地前小球从管中穿过。已知重力加速度g取10m/s2,管在运动过程中保持竖直,不计空气阻力。若小球在管下落阶段穿过管,则v0可能是( )
A. 1.0 m/s B. 2.9 m/s C. 3.4 m/s D. 4.1 m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】若小球刚好在管上升到最高点即将下落时穿过管,有
解得
若小球在管即将着地时穿过管,有
解得
若小球在管下落阶段穿过管,则有
代入数据解得,B、C项正确。
故选BC。
10. 如图所示,光滑圆球B紧靠竖直墙壁置于水平地面上,一定长度的轻质细绳一端与在圆球B上的均匀圆球A相连,另一端P固定在竖直墙壁上,O1、O2分别为球B、A的球心。平衡时,PO2与竖直方向的夹角θ=45°,且O1O2与PO2恰好垂直。若将P端稍向下移动一小段,改变细绳的长度使O1O2与PO2仍然垂直,再次平衡后,与移动P端前相比( )
A. 细绳的拉力变小
B. 圆球B对圆球A的支持力变小
C. 地面对圆球B的支持力变大
D. 墙壁对圆球B的弹力变大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.对圆球A进行受力分析,根据力的合成与分解,有
开始时,由题意可知θ变大,故细绳对圆球A的拉力变小,圆球B对圆球A的支持力变大,故A正确,B错误;
CD.对圆球B进行受力分析,根据力的合成与分解,有
开始时,θ变大,可知地面对圆球B的支持力变大,墙壁对圆球B的弹力变小,故C正确,D错误。
故选AC。
三、实验探究题:本题共2小题,共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。
11. 某同学测量重力加速度g的装置如图所示,B为光电门。实验过程如下:
A.测出小球的直径d。
B.将光电门B水平固定,用刻度尺测出小球在A处时球心到光电门B的距离h。
C.把小球从A处由静止释放,小球经过光电门B时,数字计时器记录小球通过光电门B的挡光时间t。
D.保持小球的释放位置A不变,改变光电门B的位置,测得不同h对应的挡光时间t。
(1)实验中所用小球最好是( )
A. 塑料球 B. 小木球 C. 小钢球 D. 玻璃球
(2)小球通过光电门B的速度v=____(用实验测得的物理量符号表示)。
(3)该同学用图像法处理数据,为了能直观地反映t随h变化的情况,作出了-h图像。若该图像是一条过原点的倾斜直线,且直线的斜率为k,则重力加速度g=____。
【答案】(1)C (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
为了减小阻力的影响,小球应选择质量大一些、体积小一些的,则选择小钢球最合适,故选C。
【小问2详解】
根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度可知,小球通过光电门B的速度
【小问3详解】
由运动学公式,有
可得
图线的斜率
解得
12. 某同学用如图甲所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验,其中A为固定橡皮筋的图钉,橡皮筋与细绳的结点与O点重合,OB和OC为细绳。
(1)该实验使用了等效法,其等效性体现在( )
A. 弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变
B. 两分力与合力满足平行四边形定则
C. 两次橡皮筋与细绳的结点均与O点重合
(2)为减小实验误差,下列说法正确的是( )
A. 分力F1、F2的夹角尽量小些
B. 分力F1、F2适当大些
C. 拉橡皮筋的细绳越短越好
D. 弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度
(3)若图甲中两弹簧测力计的示数分别为F1=3.0 N、F2=4.0 N,且F1、F2的夹角为锐角,则____(选填“能”或“不能”)用一个量程为5 N的弹簧测力计测出F1、F2的合力。
(4)如图乙所示,用a、b两弹簧测力计拉细绳使结点到O点处。保持弹簧测力计a的示数不变,在α逐渐减小到0的过程中,要使结点始终在O点处,下列操作可能正确的是( )
A. 增大弹簧测力计b的示数,减小β
B. 减小弹簧测力计b的示数,减小β
C. 减小弹簧测力计b的示数,β先增大后减小
D. 增大弹簧测力计b的示数,β先减小后增大
【答案】(1)C (2)BD
(3)不能 (4)BC
【解析】
【小问1详解】
该实验前后两次拉橡皮筋均使橡皮筋与细绳结点都与O点重合,则等效性体现在两次橡皮筋与细绳的结点都与O点重合。
故选C。
【小问2详解】
A.分力、的夹角不能太大,也不能太小,故A错误;
B.分力、适当大些可减小误差,故B正确;
C.拉橡皮筋的细绳稍长一些,便于确定力的方向,这样可减小记录力的方向时产生的误差,故C错误;
D.弹簧测力计必须与木板平行,以便正确画出力的示意图,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度,以便读数准确,故D正确。
故选BD。
【小问3详解】
若、的夹角为锐角,则可得与的合力大于=5 N,不能用一个量程为5 N的弹簧测力计测出、的合力。
【小问4详解】
由题意可知,结点始终在O点处,即合力的大小、方向均不变。保持弹簧测力计a的示数不变。如图甲所示,开始时α、β较小,α逐渐减小时,弹簧测力计b的示数减小,同时β减小;如图乙所示,开始时α、β较大,α逐渐减小时,弹簧测力计b的示数减小,同时β增大;如图丙所示,α逐渐减小时,弹簧测力计b的示数减小,同时β先增大后减小。
故选BC。
四、计算题:本题共3小题,共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 高速公路上,甲、乙两车在同一车道上同向行驶,t=0时刻,甲车在前,乙车在后,甲、乙两车的速度均为v0=10m/s,甲、乙两车相距s0=30m。甲、乙两车的加速度在0~7s内随时间变化的情况分别如图1、2所示。在0~7s内,求:
(1)甲、乙两车速度相等的时刻。
(2)甲、乙两车的最近距离。
【答案】(1)4.5s
(2)7.5m
【解析】
【小问1详解】
由题图1、2可知,0~2 s内,甲车做匀减速运动,乙车做匀速直线运动,时,甲车的速度
此过程中,乙车的速度大于甲车的速度,两车间的距离减小,接着甲车做匀加速运动,而乙车做匀减速运动,两车间的距离进一步减小,当两车的速度相等时,两车相距最近,设后再经过时间,甲、乙两车的速度相等,此时两车相距最近,有
其中
解得
即4.5s时,甲、乙两车的速度相等,且甲、乙两车相距最近。
【小问2详解】
甲、乙两车速度相等时,甲车的位移
乙车的位移
甲、乙两车的最近距离
解得
14. 如图所示,半球形容器固定在地面上,容器内壁光滑,质量分布均匀的光滑球A和同种材质构成的质量分布均匀的光滑球B放在容器内处于平衡状态,已知容器、A、B半径之比为,球B的质量为m,一水平力F作用在A球上,且力F的延长线过A球球心,缓慢推动A球,重力加速度为g,球的体积公式为。
(1)当球A的球心与半圆形容器的球心在同一竖直线上时,求水平力F的大小。
(2)如果水平力F作用在B球上,且力F的延长线过B球球心,缓慢推动B球,当球B的球心与半圆形容器的球心在同一竖直线上时,求水平力F的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
受力分析如图所示
设B球的半径为r,则有
即是直角三角形。根据力的平衡可知,球B对球A的压力
由于A球受力平衡,则有
【小问2详解】
球的体积公式为
A、B半径之比为,则
受力分析如图所示
设B球的半径为r,则有
即是直角三角形,根据力的平衡可知,球B对球A的弹力
由于B球受力平衡,则有
根据牛顿第三定律可知
联立解得
15. ETC是电子不停车收费系统的简称。汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的示意图如图所示。假设一汽车以v1=20 m/s的速度行驶,如果从ETC通道通过,汽车需要在收费站中心线前L=10 m处减速至v2=5 m/s,然后以速度v2匀速行驶通过中心线,再加速至v1;如果从人工收费通道通过,汽车需要在收费站中心线处减速至0,经时间Δt2=20 s缴费后,再加速至v1。设汽车加速和减速过程的加速度大小均为a=1 m/s2。
(1)求从ETC通道通过的汽车从开始减速到恢复初始速度所经历的时间。
(2)求从人工收费通道通过的汽车从开始减速到恢复初始速度所经历的时间。
(3)若两辆汽车一开始在两个车道并排行驶,一辆从人工收费通道通过,另一辆从ETC通道通过,到两辆汽车都恢复正常行驶的过程中,求两汽车之间的最大距离。
【答案】(1)32s (2)60s
(3)545m
【解析】
【小问1详解】
根据对称性可知,从ETC通道通过的汽车加速和减速所用的时间t1=t3==s=15s
汽车匀速行驶的时间t2==s=2s
则从ETC通道通过的汽车从开始减速到恢复初始速度所经历的时间t=t1+t2+t3=32s
【小问2详解】
从人工收费通道通过的汽车减速和加速所用的时间t1'=t2'==20s
从人工收费通道通过的汽车从开始减速到恢复初始速度所经历的时间t'=t1'+Δt2+t2'=60s
【小问3详解】
从ETC通道通过的汽车从开始减速到恢复初始速度的位移大小x=t1+v2t2+t3=385m
从ETC通道通过的汽车在60 s内的总位移大小x总=v1(t总-t)+x=20×(60-32)m+385m=945m
从人工收费通道通过的汽车减速和加速过程的位移大小x1'=x2'==200m
则两汽车之间的最大距离Δxmax=x总-x1'-x2'=945m-200m-200m=545m
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高一物理
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示,一只玻璃杯放在水平桌面上,杯子下面压着一张纸条,用手扶住杯子把纸条抽出。关于抽出纸条的过程,下列说法正确的是( )
A. 杯子所受摩擦力的方向与纸条运动的方向相同
B. 杯子所受摩擦力的方向与纸条运动的方向相反
C. 杯子静止,杯子受到的是静摩擦力
D. 抽出纸条的速度越大,杯子受到的摩擦力越大
2. 甲、乙质点做直线运动的位移x随时间t变化关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 甲质点的速度方向发生了变化
B. 甲质点在内的平均速度为2m/s
C. 乙质点在内做匀速直线运动
D. 乙质点在内的平均速度为2m/s
3. 如图所示,某同学用手拉自重为0.2 N的弹簧测力计上端的吊环,弹簧测力计下端挂有一质量为0.20 kg的光滑均匀球体,球体静止在带有固定挡板的斜面上,斜面的倾角为30°,挡板与斜面的夹角为60°。若弹簧测力计位于竖直方向,且手对弹簧测力计的拉力为1.2 N,重力加速度g取10 m/s2,则挡板对球体的支持力大小为( )
A. N B. N C. N D. 2 N
4. 如图所示,O点处有一个很小的光滑轻质圆环,一根轻绳AB穿过圆环,A端固定在竖直墙面上,B端悬挂一质量为m的重物。另一根轻绳一端固定在C点,另一端系在圆环上,力F作用在圆环上。当圆环静止时,轻绳OC与轻绳OA水平,F与OA的夹角为θ。已知重力加速度为g。现改变力F,圆环的位置不变,且重物始终处于平衡状态,则F的大小可能为( )
A. mg B. mg C. mg D. mg
5. 如图,一粗糙斜劈状物体P静止在地面上,P的斜面顶端装有一光滑定滑轮,一细绳跨过滑轮,其一端悬挂质量为的物块N,另一端与斜面上的质量为的物块M相连,系统处于静止状态,现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成。已知M始终保持静止,重力加速度取,则在此过程中( )
A. 水平拉力的最大值为
B. 细绳的拉力的最大值大于
C. M所受斜面的摩擦力一定一直增大
D. P所受地面的摩擦力一定一直增大
6. 将一物体从高度为h处由静止释放,物体经过t时间落到地面,物体落到地面前瞬间的速度大小为v。忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 物体下落至高度为处的速度大小为
B. 物体在前时间内下落的高度为
C. 物体在前时间与后时间内的平均速度之比为1∶2
D. 物体下落前高度和后高度所用的时间之比为1∶
7. 如图所示,一轻弹簧一端套在固定的光滑水平轴O上,另一端固定在质量为m的小球上,在O点的正上方有一光滑定滑轮,细绳通过滑轮与小球连接,在细绳的另一端用适当大小的力拉住,使小球处于静止状态。若缓慢拉动细线(始终保持小球平衡)直到小球刚到滑轮的正下方过程中,下列说法正确的是( )
A. 细绳的拉力大小不变
B. 细绳的拉力大小先变大后变小
C. 弹簧形变量不变
D. 弹簧形变量先变小后变大
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题有多个选项符合题目要求,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. 如图甲、乙所示,传送带分别水平和倾斜,滑块A和B叠放在传送带上,B被细线连于墙上。如果传送带逆时针转动,滑块A和B都相对地面静止,则下列说法正确的是( )
A. 图甲中,A受到的静摩擦力水平向右
B. 图甲中,增大A的质量,B受到的摩擦力增大
C. 图乙中,滑块B受5个力的作用
D. 图乙中,仅将传送带速度增大,细线拉力不变
9. 如图所示,将一长L=0.4 m的金属管从地面以v0的速率竖直上抛,距管口正上方高h=1.2 m处有一小球同时自由下落,金属管落地前小球从管中穿过。已知重力加速度g取10m/s2,管在运动过程中保持竖直,不计空气阻力。若小球在管下落阶段穿过管,则v0可能是( )
A. 1.0 m/s B. 2.9 m/s C. 3.4 m/s D. 4.1 m/s
10. 如图所示,光滑圆球B紧靠竖直墙壁置于水平地面上,一定长度的轻质细绳一端与在圆球B上的均匀圆球A相连,另一端P固定在竖直墙壁上,O1、O2分别为球B、A的球心。平衡时,PO2与竖直方向的夹角θ=45°,且O1O2与PO2恰好垂直。若将P端稍向下移动一小段,改变细绳的长度使O1O2与PO2仍然垂直,再次平衡后,与移动P端前相比( )
A. 细绳的拉力变小
B. 圆球B对圆球A的支持力变小
C. 地面对圆球B的支持力变大
D. 墙壁对圆球B的弹力变大
三、实验探究题:本题共2小题,共15分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。
11. 某同学测量重力加速度g的装置如图所示,B为光电门。实验过程如下:
A.测出小球的直径d。
B.将光电门B水平固定,用刻度尺测出小球在A处时球心到光电门B的距离h。
C.把小球从A处由静止释放,小球经过光电门B时,数字计时器记录小球通过光电门B的挡光时间t。
D.保持小球的释放位置A不变,改变光电门B的位置,测得不同h对应的挡光时间t。
(1)实验中所用小球最好是( )
A. 塑料球 B. 小木球 C. 小钢球 D. 玻璃球
(2)小球通过光电门B的速度v=____(用实验测得的物理量符号表示)。
(3)该同学用图像法处理数据,为了能直观地反映t随h变化的情况,作出了-h图像。若该图像是一条过原点的倾斜直线,且直线的斜率为k,则重力加速度g=____。
12. 某同学用如图甲所示的装置做“验证力的平行四边形定则”实验,其中A为固定橡皮筋的图钉,橡皮筋与细绳的结点与O点重合,OB和OC为细绳。
(1)该实验使用了等效法,其等效性体现在( )
A. 弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变
B. 两分力与合力满足平行四边形定则
C. 两次橡皮筋与细绳的结点均与O点重合
(2)为减小实验误差,下列说法正确的是( )
A. 分力F1、F2的夹角尽量小些
B. 分力F1、F2适当大些
C. 拉橡皮筋的细绳越短越好
D. 弹簧测力计必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度
(3)若图甲中两弹簧测力计的示数分别为F1=3.0 N、F2=4.0 N,且F1、F2的夹角为锐角,则____(选填“能”或“不能”)用一个量程为5 N的弹簧测力计测出F1、F2的合力。
(4)如图乙所示,用a、b两弹簧测力计拉细绳使结点到O点处。保持弹簧测力计a的示数不变,在α逐渐减小到0的过程中,要使结点始终在O点处,下列操作可能正确的是( )
A. 增大弹簧测力计b的示数,减小β
B. 减小弹簧测力计b的示数,减小β
C. 减小弹簧测力计b的示数,β先增大后减小
D. 增大弹簧测力计b的示数,β先减小后增大
四、计算题:本题共3小题,共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13. 高速公路上,甲、乙两车在同一车道上同向行驶,t=0时刻,甲车在前,乙车在后,甲、乙两车的速度均为v0=10m/s,甲、乙两车相距s0=30m。甲、乙两车的加速度在0~7s内随时间变化的情况分别如图1、2所示。在0~7s内,求:
(1)甲、乙两车速度相等的时刻。
(2)甲、乙两车的最近距离。
14. 如图所示,半球形容器固定在地面上,容器内壁光滑,质量分布均匀的光滑球A和同种材质构成的质量分布均匀的光滑球B放在容器内处于平衡状态,已知容器、A、B半径之比为,球B的质量为m,一水平力F作用在A球上,且力F的延长线过A球球心,缓慢推动A球,重力加速度为g,球的体积公式为。
(1)当球A的球心与半圆形容器的球心在同一竖直线上时,求水平力F的大小。
(2)如果水平力F作用在B球上,且力F的延长线过B球球心,缓慢推动B球,当球B的球心与半圆形容器的球心在同一竖直线上时,求水平力F的大小。
15. ETC是电子不停车收费系统的简称。汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的示意图如图所示。假设一汽车以v1=20 m/s的速度行驶,如果从ETC通道通过,汽车需要在收费站中心线前L=10 m处减速至v2=5 m/s,然后以速度v2匀速行驶通过中心线,再加速至v1;如果从人工收费通道通过,汽车需要在收费站中心线处减速至0,经时间Δt2=20 s缴费后,再加速至v1。设汽车加速和减速过程的加速度大小均为a=1 m/s2。
(1)求从ETC通道通过的汽车从开始减速到恢复初始速度所经历的时间。
(2)求从人工收费通道通过的汽车从开始减速到恢复初始速度所经历的时间。
(3)若两辆汽车一开始在两个车道并排行驶,一辆从人工收费通道通过,另一辆从ETC通道通过,到两辆汽车都恢复正常行驶的过程中,求两汽车之间的最大距离。
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