精品解析:天津市第七中学2026-2027学年高一上学期期中考试物理试题
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内容正文:
2026-2027学年度第一学期高一年级 物理 学科期中考试试卷
一、单项选择题(每小题4分,共28分,在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。)
1. 已知物体在一条直线上运动,下列说法正确的是( )
A. 加速度增大,速度一定增大
B. 物体有加速度,速度一定增大
C. 速度变化越快,加速度一定越大
D. 加速度方向改变,速度方向也随之改变
2. 下列说法中正确的是( )
A. 由胡克定律可知,弹簧的弹力与弹簧的长度成正比
B. 放在斜面上的物体对斜面产生了压力,其原因是物体发生了形变
C. 接触面间的摩擦力方向总是与这个接触面间的弹力方向平行
D. 滑动摩擦力的方向总是和物体的运动方向相反
3. 下列说法正确的是( )
A. 拳击手一拳击出,没有击中对方,这时只有施力物体,没有受力物体
B. 三个共点力,大小分别为、、,合力的最小值为
C. 质量分布均匀、形状规则的物体,其重心一定在物体上
D. 大小不变的两个力和,二者夹角越小合力一定越大
4. 甲、乙两物体(大小可忽略)在平直跑道上同向行驶,0~t2时间内的v-t图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. 乙在0~t2内的平均速度等于
B. 甲在0~t2内的平均速度比乙大
C. 甲、乙在t1时刻一定相遇
D. 甲、乙在0~t2内不可能相遇
5. 如图所示,水平地面上有重力均为40 N的A、B两木块,它们之间夹有被压缩了2.0 cm的轻质弹簧,已知弹簧的劲度系数k=400 N/m,两木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.25,系统处于静止状态。现用F=10N的水平力推木块B,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则力F作用后( )
A. 木块A所受静摩擦力大小为10 N B. 木块B所受静摩擦力大小为2.0 N
C. 木块B所受静摩擦力为0 D. 弹簧的压缩量变为2.5 cm
6. 在某一高度以的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力),当小球速度大小为时,以下判断正确的是(取)( )
A. 小球在这段时间内的位移大小一定是,方向竖直向上
B. 小球在这段时间内的平均速度一定是
C. 小球在这段时间内的速度变化大小可能是,方向竖直向上
D. 小球上升的最大高度一定为
7. 小羽同学一家去郊外露营,如图所示是他们露营中使用的一种便携式三脚架,它由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起,每根杆均可绕铰链自由转动。将三脚架静止放在水平地面上,吊锅通过细铁链挂在三脚架正中央。三根杆与竖直方向的夹角均为,吊锅和细铁链的总质量为m,支架与铰链之间的摩擦忽略不计,则(重力加速度为g)( )
A. 减小时杆对地面压力增大
B. 减小时杆对地面摩擦力增大
C. 每根杆中的弹力大小为
D. 每根杆对地面的摩擦力大小为
二、多项选择题(每小题4分,共12分,在每小题给出的四个选项中有多个选项正确,每小题少选或者漏选给2分,多选或者错选给0分。)
8. 某汽车刹车后的位移—速度关系满足,其中与的单位分别是m和m/s.下列判断正确的是
A. 汽车刹车时的初速度为9m/s,加速度大小为2m/s2
B. 汽车刹车后前5s内的位移为20 m
C. 汽车刹车后第5s内的位移为0.25 m
D. 汽车刹车后6s末的速度大小为3m/s
9. 倾角为、质量为的斜面体静止在水平桌面上,质量为的木块静止在斜面体上,木块与斜面体之间的动摩擦因数为,下列结论正确的是( )
A. 木块受到的摩擦力大小是
B. 斜面体对木块的作用力大小是
C. 若对施加一个沿斜面向上的力,、都仍然静止,则与之间的摩擦力有可能大小不变
D. 若对施加一个沿斜面向上的力,、都仍然静止,则与桌面之间的摩擦力有可能大小不变
10. 如图1所示,质量为25kg的小朋友坐在长木板上,长木板放在光滑水平地面上,力传感器固定在墙上,小朋友与力传感器之间通过水平轻绳相连。现施加一个逐渐变大的水平外力向左拉木板,图2为力传感器记录的图像,重力加速度g取。下列判断正确的是( )
A. 由图2知水平外力的最大值为100N
B. 由图2知在阶段传感器显示的力的大小始终等于水平外力的大小
C. 若将小朋友腿上放一物体,图2中的峰值将增大
D. 小朋友与木板间的动摩擦因数为0.4
三、填空题(共12分)。
11. 某同学利用如图装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。他通过实验得到如图所示的弹力大小与弹簧长度的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长______,劲度系数______。
12. “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。
(1)图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是力___________。
(2)(多选)实验中可减小误差的措施是___________。
A. 两个分力、的大小要越大越好
B. 两个分力、间的夹角应越大越好
C. 拉橡皮筋时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D. 、间距离要适当,将橡皮筋拉至结点时,拉力要适当大些
13.
(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是______________(填“直流电”或者“交流电”)
(2)(多选)实验过程中,下列做法正确的是___________。
A. 先释放小车,再接通电源
B. 实验时必须调节定滑轮的高度,使细线与长木板平行
C. 将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D. 将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)某同学用如图1所示的装置,打出的一条纸带如图2所示,其中为计数点,相邻两个计数点之间还有个点未画出。打点计时器打下点时小车的瞬时速度大小________;由纸带上数据可算得小车运动的加速度大小________。(计算结果均保留三位有效数字)
四、计算题(共48分,要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位。)
14. 如图所示,三根细轻绳系于O点,其中OA绳另一端固定于A点,OB绳的另一端与放在粗糙水平地面上的物体乙相连,乙与水平地面的动摩擦因数为,OC绳的另一端悬挂物体甲,轻绳OA与竖直方向的夹角,绳水平,系统处于静止状态。已知物体甲的质量为,物体乙的质量为,重力加速度,,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)轻绳、受到的拉力的大小?
(2)物体乙对地面的摩擦力的大小和方向?
(3)若改变物体甲的质量,在物体乙保持静止不动的情况下,物体甲的质量最大不能超过多少?
15. 低空跳伞大赛受到各国运动员的喜爱。如图所示为某次跳伞大赛运动员在一座高为的悬崖边跳伞时的情景。运动员离开悬崖时先做自由落体运动,经过4s后,展开降落伞匀减速下降。若运动员落地时的速度为4m/s,g取,求:
(1)打开降落伞时距地面的距离;
(2)匀减速运动阶段加速度大小和方向;
(3)下落整个过程运动员的平均速度大小。
16. 如图所示质量的物体M放在倾角为的斜面上,M与斜面间摩擦因数,M用平行于斜面的轻绳绕过光滑定滑轮与质量为的物块m相连。劲度系数的弹簧与m相连,也与地面相连,设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,重力加速度取。
(1)若M静止在斜面上,弹簧伸长量为,求此时绳子上的拉力大小;
(2)若撤去弹簧,改变M的质量,轻推M使它沿斜面匀速下滑,求M的质量;
(3)若撤去弹簧改变物块m的质量,为使M始终静止在斜面上,求物块m的取值范围。
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2026-2027学年度第一学期高一年级 物理 学科期中考试试卷
一、单项选择题(每小题4分,共28分,在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。)
1. 已知物体在一条直线上运动,下列说法正确的是( )
A. 加速度增大,速度一定增大
B. 物体有加速度,速度一定增大
C. 速度变化越快,加速度一定越大
D. 加速度方向改变,速度方向也随之改变
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB.加速度增大,如果物体做减速运动,其速度减小,所以AB错误;
C.速度变化越快,加速度一定越大,所以C正确;
D.加速度方向改变,速度大小可能改变,但方向不一定改变,所以D错误;
故选C。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 由胡克定律可知,弹簧的弹力与弹簧的长度成正比
B. 放在斜面上的物体对斜面产生了压力,其原因是物体发生了形变
C. 接触面间的摩擦力方向总是与这个接触面间的弹力方向平行
D. 滑动摩擦力的方向总是和物体的运动方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据胡克定律
其中为弹簧相对于原长的形变量,弹簧弹力与弹簧的形变量成正比,而非与弹簧的总长度成正比,故A错误;
B.弹力是施力物体发生弹性形变后,为恢复形变对受力物体产生的作用力。物体对斜面的压力的施力物体是物体,因此该压力产生的原因是物体发生了弹性形变,故B正确;
C.接触面间的弹力方向垂直于接触面,摩擦力方向平行于接触面,二者方向相互垂直,并非平行,故C错误;
D.滑动摩擦力的方向总是与物体间的相对运动方向相反,而非与物体的对地运动方向相反,例如刚轻放到匀速运动传送带上的正在加速的物块,受到的滑动摩擦力方向与物块的运动方向相同,故D错误。
故选B。
3. 下列说法正确的是( )
A. 拳击手一拳击出,没有击中对方,这时只有施力物体,没有受力物体
B. 三个共点力,大小分别为、、,合力的最小值为
C. 质量分布均匀、形状规则的物体,其重心一定在物体上
D. 大小不变的两个力和,二者夹角越小合力一定越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.力是物体间的相互作用,任何力都必然同时存在施力物体和受力物体;拳击手出拳未击中对方时,拳头与自身手臂、肌肉之间存在相互作用力,并非只有施力物体没有受力物体,故A错误;
B.根据力的合成规律,大小为和的两个力,合力范围为
即
第三个力大小为,处于上述合力范围内,因此可调整前两个力的夹角,使其合力大小为、方向与的力相反,此时三个共点力的总合力最小值为0,并非,故B错误;
C.质量分布均匀、形状规则的物体,重心位于其几何中心,但重心不一定在物体实体上,例如均匀圆环的重心在圆心位置,处于圆环的空心区域,不在物体上,故C错误;
D.根据平行四边形定则可知,若、大小不变,二者夹角越大,则合力就越小,二者夹角越小,则合力就越大,故D正确。
故选D。
4. 甲、乙两物体(大小可忽略)在平直跑道上同向行驶,0~t2时间内的v-t图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. 乙在0~t2内的平均速度等于
B. 甲在0~t2内的平均速度比乙大
C. 甲、乙在t1时刻一定相遇
D. 甲、乙在0~t2内不可能相遇
【答案】B
【解析】
【详解】A.若乙在0~t2内做匀减速直线运动,平均速度为
实际上乙做加速度减小的减速运动,相同时间内位移小于s,故平均速度小于,A错误;
B.v-t图线下方的面积表示位移,在0~t2内甲的位移大于乙的位移,故甲在0~t2内的平均速度比乙大,B正确;
CD.由于甲、乙初始位置未知,故无法确定甲、乙在0~t2内是否会相遇,CD错误。
故选B。
5. 如图所示,水平地面上有重力均为40 N的A、B两木块,它们之间夹有被压缩了2.0 cm的轻质弹簧,已知弹簧的劲度系数k=400 N/m,两木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.25,系统处于静止状态。现用F=10N的水平力推木块B,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则力F作用后( )
A. 木块A所受静摩擦力大小为10 N B. 木块B所受静摩擦力大小为2.0 N
C. 木块B所受静摩擦力为0 D. 弹簧的压缩量变为2.5 cm
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.对木块A受力分析可知,在水平方向上受到水平向左的弹力,及水平向右的摩擦力,根据胡克定律可知
木块A的最大静摩擦力为
由于 ,则木块A保持静止,所以木块A所受静摩擦力大小为8 N,A错误;
BC.对木块B受力分析可知,在水平方向上受到水平向右的弹力,及水平向右的摩擦力,及向左的推力,根据平衡条件可知,木块B所受静摩擦力大小为
解得
B正确;C错误;
D.由于木块A、B的摩擦力都没达到最大静摩擦力,所以都保持静止,则弹簧的压缩量保持不变,D错误。
故选B。
6. 在某一高度以的初速度竖直上抛一个小球(不计空气阻力),当小球速度大小为时,以下判断正确的是(取)( )
A. 小球在这段时间内的位移大小一定是,方向竖直向上
B. 小球在这段时间内的平均速度一定是
C. 小球在这段时间内的速度变化大小可能是,方向竖直向上
D. 小球上升的最大高度一定为
【答案】A
【解析】
【详解】A.小球的位移大小一定是,方向竖直向上,故A正确;
B.当小球速度大小为10m/s,方向竖直向上时,小球在这段时间的平均速度为
当小球速度大小为10m/s,方向竖直向下时,小球在这段时间的平均速度为,故B错误;
C.当小球速度大小为10m/s,方向竖直向上时,在这段时间的速度变化为
可知速度变化大小是,方向竖直向下;
当小球速度大小为10m/s,方向竖直向下时,在这段时间的速度变化为
可知速度变化大小是,方向竖直向下,故C错误;
D.小球上升的最大高度为,故D错误。
故选A。
7. 小羽同学一家去郊外露营,如图所示是他们露营中使用的一种便携式三脚架,它由三根完全相同的轻杆通过铰链组合在一起,每根杆均可绕铰链自由转动。将三脚架静止放在水平地面上,吊锅通过细铁链挂在三脚架正中央。三根杆与竖直方向的夹角均为,吊锅和细铁链的总质量为m,支架与铰链之间的摩擦忽略不计,则(重力加速度为g)( )
A. 减小时杆对地面压力增大
B. 减小时杆对地面摩擦力增大
C. 每根杆中的弹力大小为
D. 每根杆对地面的摩擦力大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AC.以整体为研究对象,可知竖直方向平衡,所以地面对杆的支持力大小等于吊锅和细铁链的总重力mg,则有
可得
每根杆中的弹力大小为
故AC错误;
B.每根杆所受摩擦力大小为
可知减小时杆对地面摩擦力减小,故B错误;
D.每根杆对地面的摩擦力大小为
故D正确。
故选D。
二、多项选择题(每小题4分,共12分,在每小题给出的四个选项中有多个选项正确,每小题少选或者漏选给2分,多选或者错选给0分。)
8. 某汽车刹车后的位移—速度关系满足,其中与的单位分别是m和m/s.下列判断正确的是
A. 汽车刹车时的初速度为9m/s,加速度大小为2m/s2
B. 汽车刹车后前5s内的位移为20 m
C. 汽车刹车后第5s内的位移为0.25 m
D. 汽车刹车后6s末的速度大小为3m/s
【答案】AC
【解析】
【详解】A. 根据速度位移公式得:
可得:
解得:
故A正确;
BC. 汽车刹车过程持续的时间:
汽车刹车后前5s内的位移为:
汽车刹车后前4s内的位移为:
汽车刹车后第5s内的位移:
故B错误,C正确;
D. 汽车刹车后6s末的速度大小为0,故D错误.
9. 倾角为、质量为的斜面体静止在水平桌面上,质量为的木块静止在斜面体上,木块与斜面体之间的动摩擦因数为,下列结论正确的是( )
A. 木块受到的摩擦力大小是
B. 斜面体对木块的作用力大小是
C. 若对施加一个沿斜面向上的力,、都仍然静止,则与之间的摩擦力有可能大小不变
D. 若对施加一个沿斜面向上的力,、都仍然静止,则与桌面之间的摩擦力有可能大小不变
【答案】BC
【解析】
【详解】A.木块静止在斜面上,受静摩擦力作用,对木块根据平衡条件可得木块受到的摩擦力大小为,故A错误;
B.斜面体对木块的作用力与木块的重力平衡,大小相等,为mg,故B正确;
C.若对m施加一个沿斜面向上的力,但M、m都仍然静止,当施加的力
解得
此时与之间的摩擦力大小与初始时相等,故C正确;
D.初始时,整体分析可知与桌面之间没有摩擦力,若对m施加一个沿斜面向上的力,对整体分析可知
则与桌面之间的摩擦力与初始时不相等,故D错误。
故选BC。
10. 如图1所示,质量为25kg的小朋友坐在长木板上,长木板放在光滑水平地面上,力传感器固定在墙上,小朋友与力传感器之间通过水平轻绳相连。现施加一个逐渐变大的水平外力向左拉木板,图2为力传感器记录的图像,重力加速度g取。下列判断正确的是( )
A. 由图2知水平外力的最大值为100N
B. 由图2知在阶段传感器显示的力的大小始终等于水平外力的大小
C. 若将小朋友腿上放一物体,图2中的峰值将增大
D. 小朋友与木板间的动摩擦因数为0.4
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.在阶段小朋友与木板相对静止,木板受到的水平外力与小朋友对木板的静摩擦力平衡。根据牛顿第三定律,小朋友受到木板的静摩擦力与小朋友对木板的静摩擦力大小相等,而传感器显示的力与小朋友受到木板的静摩擦力平衡,所以传感器显示的力的大小始终等于水平外力的大小,在时刻,传感器显示的力达到最值100N,即小朋友与木板之间的静摩擦力达到最大值100N,该滑动摩擦力大小与外力大小无直接关系,即无法得出外力大小与传感器示数大小相等,故无法得出外力的最大值为100N,故A错误,B正确;
C.图 2 中的峰值为小朋友与木板间的最大静摩擦力。根据最大静摩擦力的特点,压力越大,最大静摩擦力越大。若在小朋友腿上放一物体,小朋友对木板的压力增大,最大静摩擦力增大,所以图 2 中的峰值将增大,故C正确;
D.由图可知,之后小朋友对木板施加的是滑动摩擦力,即滑动摩擦力的大小为
对小朋友受力分析,在竖直方向可得
根据
解得,故D错误。
故选BC。
三、填空题(共12分)。
11. 某同学利用如图装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验。他通过实验得到如图所示的弹力大小与弹簧长度的关系图线。由此图线可得该弹簧的原长______,劲度系数______。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]弹簧处于原长时,弹力为零,故原长为;
[2]弹簧弹力为时,弹簧的长度为,伸长量为;
根据胡克定律
有
12. “探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示,其中为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。
(1)图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是力___________。
(2)(多选)实验中可减小误差的措施是___________。
A. 两个分力、的大小要越大越好
B. 两个分力、间的夹角应越大越好
C. 拉橡皮筋时,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D. 、间距离要适当,将橡皮筋拉至结点时,拉力要适当大些
【答案】(1) (2)CD
【解析】
【小问1详解】
用弹簧测力计直接拉橡皮筋时,测得的拉力沿橡皮筋方向;由、作出的合力受测量和作图误差影响,方向不一定沿方向。
【小问2详解】
A.两个分力、的大小要适当大些,但不是越大越好,故A错误;
B.两个分力、间夹角应该恰当才好,不是越大越好,故B错误;
C.拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行,确保各力在垂直木板平面方向没有分量,减小实验误差,故C正确;
D.A、O间距离要适当,将橡皮筋拉至结点O时,拉力要适当大些,可以减小测量及作图时的误差,故D正确。
故选CD。
13.
(1)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是______________(填“直流电”或者“交流电”)
(2)(多选)实验过程中,下列做法正确的是___________。
A. 先释放小车,再接通电源
B. 实验时必须调节定滑轮的高度,使细线与长木板平行
C. 将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D. 将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)某同学用如图1所示的装置,打出的一条纸带如图2所示,其中为计数点,相邻两个计数点之间还有个点未画出。打点计时器打下点时小车的瞬时速度大小________;由纸带上数据可算得小车运动的加速度大小________。(计算结果均保留三位有效数字)
【答案】(1)交流电 (2)BD
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
常用的打点计时器有电磁式和电火花式两种,它们都必须使用交流电源才能工作。
【小问2详解】
A.为充分利用纸带,应先接通电源,再释放纸带使纸带运动,故A错误;
B.实验时必须调节定滑轮的高度,使细线与长木板平行,以保证小车所受合力不变,小车做匀加速运动,故B正确;
CD.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,小车会在长木板上运动更长的距离,纸带上会打出更多的计数点,从而得到更多的数据,C错误,D正确。
故选BD。
【小问3详解】
[1]由于相邻两个计数点之间还有4个点未画出,所以相邻计数点间的时间间隔为
所以打点计时器打下C点时小车的瞬时速度大小为
[2]根据逐差法可得,小车运动的加速度大小为
四、计算题(共48分,要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题,答案中应明确写出数值和单位。)
14. 如图所示,三根细轻绳系于O点,其中OA绳另一端固定于A点,OB绳的另一端与放在粗糙水平地面上的物体乙相连,乙与水平地面的动摩擦因数为,OC绳的另一端悬挂物体甲,轻绳OA与竖直方向的夹角,绳水平,系统处于静止状态。已知物体甲的质量为,物体乙的质量为,重力加速度,,,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)轻绳、受到的拉力的大小?
(2)物体乙对地面的摩擦力的大小和方向?
(3)若改变物体甲的质量,在物体乙保持静止不动的情况下,物体甲的质量最大不能超过多少?
【答案】(1),;(2)150N,方向水平向右;(3)
【解析】
【详解】(1)对结点O进行受力分析得
(2)对物体乙进行受力分析可知
所以物体乙受到静摩擦力,由牛顿第三定律得,乙对地面的摩擦力是150N,方向水平向右。
(3)对物体乙进行受力分析,最大拉力
15. 低空跳伞大赛受到各国运动员的喜爱。如图所示为某次跳伞大赛运动员在一座高为的悬崖边跳伞时的情景。运动员离开悬崖时先做自由落体运动,经过4s后,展开降落伞匀减速下降。若运动员落地时的速度为4m/s,g取,求:
(1)打开降落伞时距地面的距离;
(2)匀减速运动阶段加速度大小和方向;
(3)下落整个过程运动员的平均速度大小。
【答案】(1)264m;(2)3m/s2,方向竖直向上;(3)21.5m/s
【解析】
【详解】(1)运动员做自由落体运动的位移
打开降落伞时距地面的距离
(2)运动员4s末速度为
根据
解得
即匀减速运动阶段加速度大小为3m/s2,方向竖直向上。
(3)匀减速运动时间为
下落整个过程的时间为
则下落整个过程运动员的平均速度大小为
16. 如图所示质量的物体M放在倾角为的斜面上,M与斜面间摩擦因数,M用平行于斜面的轻绳绕过光滑定滑轮与质量为的物块m相连。劲度系数的弹簧与m相连,也与地面相连,设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,重力加速度取。
(1)若M静止在斜面上,弹簧伸长量为,求此时绳子上的拉力大小;
(2)若撤去弹簧,改变M的质量,轻推M使它沿斜面匀速下滑,求M的质量;
(3)若撤去弹簧改变物块m的质量,为使M始终静止在斜面上,求物块m的取值范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对物块分析受力:根据平衡条件可得
根据胡克定律可得
其中
解得
联立解得轻绳的拉力为
【小问2详解】
以物体为研究对象,受到重力、支持力、轻绳拉力,沿斜面向上的滑动摩擦力,沿斜面方向根据平衡条件可得
其中
垂直斜面方向根据平衡条件可得
以物体为研究对象,受到重力和轻绳拉力
联立解得
【小问3详解】
物体M与斜面间的最大静摩擦力为
①物体刚要向上运动时,设轻绳的拉力为,对物体沿斜面方向根据平衡条件可得:
对物块,根据平衡条件可得
解得
②物体刚要向下运动时,设轻绳的拉力为,对物体沿斜面方向根据平衡条件可得:
对物块,根据平衡条件可得
解得
故物块质量的取值范围为。
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