- 344.50 KB
- 2021-05-26 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
【随堂检测】
1.(2019·舟山月考)在天宫二号中工作的景海鹏和陈东可以自由漂浮在空中,宇航员处于失重状态.下列分析正确的是( )
A.失重就是航天员不受力的作用
B.失重的原因是航天器离地球太远,从而摆脱了地球的引力
C.失重是航天器独有的现象,在地球上不可能有失重现象的存在
D.正是由于引力的存在,才使航天器和航天员有可能做环绕地球的圆周运动
解析:选D.失重时航天员仍受地球引力的作用,只是弹力为零而已,A、B错误;失重在地球上也很普遍,它只是视重(即弹力)小于重力的现象,C错误;正是由于地球引力的存在,才使航天器和航天员有可能做环绕地球的圆周运动,D正确.
2.(2019·浙江六校联考)在水平桌面上用书本做成一个斜面,斜面与水平桌面的夹角为θ,把一个计算器放在书本上并保持静止,已知计算器质量为m,计算器与书本间的动摩擦因数为μ,则( )
A.计算器对书本的摩擦力方向沿斜面向上
B.计算器对书本的压力等于计算器的重力mg
C.计算器受到的摩擦力为μmgcos θ
D.计算器受到的摩擦力为mgsin θ
解析:选D.计算器受到三个力:重力mg、书本对它的弹力FN、书本对它的摩擦力Ff,由平衡条件可知,FN=mgcos θ,Ff=mgsin θ,计算器对书本的压力等于mgcos θ,故B、C不对,D正确;书本对计算器的摩擦力Ff方向沿斜面向上,由牛顿第三定律知计算器对书本的摩擦力方向沿斜面向下,A错误.
3.(2019·杭州调研)一个小孩从滑梯上滑下的运动可看做匀加速直线运动,第一次小孩单独从滑梯上滑下,运动时间为t1,第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触),运动时间为t2,则( )
A.t1=t2 B.t1t2 D.无法判断t1与t2的大小
解析:选A.设滑梯与水平面的夹角为θ,则
第一次时a1==gsin θ-μgcos θ,
第二次时a2==gsin θ-μgcos θ,所以a1=a2,与质量无关.
又x=at2,t与m也无关,A正确.
4.一个物块置于粗糙的水平地面上,受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图(a)所示,速度v随时间t变化的关系如图(b)所示.取g=10 m/s2,求:
(1)1 s末物块所受摩擦力的大小f1;
(2)物块在前6 s内的位移大小x;
(3)物块与水平地面间的动摩擦因数μ.
解析:(1)从题图(a)中可以读出,当t=1 s时,
f1=F1=4 N;
(2)由题图(b)知物块在前6 s内的位移大小
x= m=12 m;
(3)从题图(b)中可以看出,在t=2 s至t=4 s的过程中,物块做匀加速运动,加速度大小为
a== m/s2=2 m/s2
由牛顿第二定律得F2-μmg=ma
F3=f3=μmg
所以m== kg=2 kg
μ===0.4.
答案:(1)4 N (2)12 m (3)0.4
【课后达标检测】
一、选择题
1.(多选)小明参加开放性科学实践活动后,从6层乘坐电梯到达1层,走出电梯,准备回家.对于小明在电梯中由6层到1层的过程,下列说法中正确的是( )
A.小明一直处于超重状态
B.小明一直处于失重状态
C.小明的速度大小发生了变化
D.小明的加速度方向发生了变化
答案:CD
2.(2019·浙江猜题卷)如图所示,在阻力可以忽略的冰面上,质量为60 kg的男同学和质量为50 kg的女同学用一根轻绳做“拔河”游戏.当女同学的加速度大小为0.60 m/s2时,男同学的加速度大小是( )
A.0 B.0.50 m/s2
C.0.60 m/s2 D.0.72 m/s2
答案:B
3.一物块静止在粗糙的水平桌面上.从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用.假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小.能正确描述F与a之间的关系的图象是( )
答案:C
4.如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接,
在力F的作用下一起沿水平方向向右做匀加速直线运动(m1在光滑地面上,m2在空中).已知力F与水平方向的夹角为θ.则m1的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
解析:选A.把m1、m2看做一个整体,在水平方向上加速度相同,由牛顿第二定律可得Fcos θ=(m1+m2)a,所以a=,选项A正确.
5.(2019·丽水质检)如图所示,在光滑水平地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动.小车质量为M,木块质量为m,加速度大小为a,木块和小车之间的动摩擦因数为μ,则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是( )
A.μmg B.
C.μ(M+m)g D.
解析:选B.m与M无相对滑动,故a相同.对m、M整体F=(M+m)·a,故a=,m与整体加速度相同也为a,对m∶Ff=ma,即Ff=,又由牛顿第二定律隔离m,Ff=ma,故B正确.
6.(2019·丽水质检)静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用,该力随时间变化的关系如图所示,则( )
A.物体在2 s内的位移为零
B.4 s末物体将回到出发点
C.2 s末物体的速度为2 m/s
D.物体一直在朝同一方向运动
解析:选D.0~1 s内物体匀加速运动,1~2 s内沿原方向匀减速直线运动,2 s末速度为零,然后重复上述过程,D正确.
7.若货物随升降机运动的v-t图象如图所示(竖直向上为正),则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是( )
解析:选B.根据v-t图象可知升降机的运动情况:加速下降→匀速下降→减速下降→加速上升→匀速上升→减速上升,根据牛顿第二定律F-mg=ma可判断支持力F
的变化情况:失重→等于重力→超重→超重→等于重力→失重,故选项B正确.
8.(2019·绍兴质检)如图所示,木块A、B静止叠放在光滑水平面上,A的质量为m,B的质量为2m.现用水平力F拉B,A、B刚好不发生相对滑动,一起沿水平面运动.若改为水平力F′拉A,使A、B也保持相对静止,一起沿水平面运动,则F′不得超过( )
A.2F B.
C.3F D.
解析:选B.用水平力F拉B时,A、B刚好不发生相对滑动,这实际上是将要滑动,但尚未滑动的一种临界状态,从而可知此时A、B间的摩擦力即为最大静摩擦力.
先用整体法考虑,对A、B整体:F=(m+2m)a
再将A隔离可得A、B间最大静摩擦力为:Ffm=ma
解得:Ffm=
若将F′作用在A上,隔离B,B能与A一起运动,而A、B不发生相对滑动的最大加速度a′=
再用整体法考虑,对A、B整体:F′=(m+2m)a′
解得:F′=.所以选项B正确.
9.(2019·浙江名校联盟检测)如图所示,斜面体 b 的质量为M,放在粗糙的水平地面上.一质量为m的滑块 a 以一定的初速度沿着有摩擦的斜面向上滑,然后又返回,整个过程中b相对地面没有移动.由此可知( )
A.地面对b一直有向右的摩擦力
B.地面与b间无摩擦力作用
C.地面对b的摩擦力方向先向左后向右
D.地面对b的支持力一直小于(M+m)g
解析:选D.不论滑块向上滑行,还是向下滑行,其加速度方向均沿斜面向下而保持不变,则对斜面和滑块整体而言,水平方向有向左的加速度,故地面对b一直有向左的摩擦力,而竖直方向有向下的加速度而处于失重状态,则地面对b的支持力一直小于(M+m)g.
10.(2019·宁波质检)如图甲所示,物块的质量m=1 kg,初速度v0=10 m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示,g=10 m/s2.下列选项中正确的是( )
A.2~3 s内物块做匀减速运动
B.在t=1 s时刻,恒力F反向
C.恒力F大小为10 N
D.物块与水平面间的动摩擦因数为0.5
解析:选B.由运动学公式v2-v=2ax可知,v2-x图象中图线的斜率为2a,所以在前5 m内,物块以大小为10 m/s2的加速度做减速运动,减速时间为1 s.5~13 m的运动过程中,物块以4 m/s2的加速度做加速运动,加速时间为2 s,即物块在1~3 s内做加速运动,A错误,B正确.根据牛顿第二定律可知,在减速的过程中,F+μmg=ma1,加速过程中F-μmg=ma2,代入数据可解得F=7 N,μ=0.3,所以C、D错误.
二、非选择题
11.质量为3 kg的物体放在水平地面上,在水平恒力F的作用下做匀加速直线运动,4 s末撤去此水平恒力F.物体运动的v-t图象如图所示.求:
(1)物体在0~4 s的加速度大小;
(2)物体在4~10 s的位移大小;
(3)物体所受的摩擦力大小.
解析:设加速运动时间为t1,减速运动时间为t2,运动过程最大速度为v1
(1)0~4 s内的加速度大小a1=得a1=3 m/s2;
(2)4~10 s的加速度大小a2=得a2=2 m/s2
4~10 s的位移大小x2=a2t得x2=36 m;
(3)由牛顿第二定律Ff=ma2
得Ff=6 N.
答案:(1)3 m/s2 (2)36 m (3)6 N
12.(2019·浙江十校联考)鲜蛋储运箱中放有光滑的塑料蛋托架,架上有整齐排列的卵圆形凹槽,将蛋放在槽中,可避免互相挤压、碰撞并能减震.假设蛋和槽的横面为圆形,如图所示,图中O为圆心,A、B两点为水平槽口,α角为半径OA与水平线AB的夹角.问:
(1)已知蛋的质量为m,当运蛋的汽车以加速度a向前加速前进时,槽对蛋的作用力多大?
(2)已知汽车轮胎与柏油路面的动摩擦因数为μ,当运蛋的汽车紧急刹车时,为避免蛋从槽中滚出,图中α应满足的条件.(可用三角函数表示)
解析:蛋与凹槽的接触面为曲面,接触曲面上每一点均对蛋有支持力.当运蛋的汽车静止或匀速运动时,曲面对蛋的支持力竖直向上.当运蛋的汽车加速运动时,曲面对蛋的支持力将偏离竖直方向,偏转角度的大小与加速度大小有关.当加速度增大到某一数值时,只有凹槽的A点或B点对蛋有作用力,支持力将偏离竖直方向(90°-α)的角,这时蛋处于将从槽中滚出而未滚出的临界状态.
(1)鲜蛋受两个力的作用:重力mg,槽对蛋的作用力F,其合力为ma,如图甲.
则槽对蛋的作用力F=m.
(2)由题图得,当槽对蛋的作用力F′的方向与水平方向间的夹角超过α时(如图乙),蛋将从槽中滚出.
为避免蛋从槽中滚出,应有cot α>
又汽车紧急刹车时的加速度由下式决定μMg=Ma′
综合以上两式得α应满足的条件是cot α>μ.
答案:(1)m (2)μ<cot α