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- 2021-05-26 发布
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2016-2017学年河北省衡水市武邑中学高三(上)周考物理试卷(8.28)
一.选择题
1.下列对运动的认识正确的是( )
A.亚里士多德认为必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就静止
B.伽利略认为如果完全排除空气的阻力,所有的物体将下落得同样快
C.牛顿认为力不是维持物体运动的原因,而是改变物体速度的原因
D.伽利略根据理想实验推出,若没有摩擦,在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去
2.如图,质量mA>mB的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面.让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是( )
A. B. C. D.
3.如图所示,A和B两物块的接触面是水平的,A与B保持相对静止一起沿固定斜面匀速下滑,在下滑过程中B的受力个数为( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
4.甲、乙两辆汽车从同一点出发,向同一方向行驶,它们的图象如图所示.下列判断正确的是( )
A.在t1时刻以前,乙车始终在甲车的前面
B.在t1时刻以前,乙车的速度始终比甲车的大
C.在t1时刻以前,乙车的速度始终比甲车增加的快
D.在t1时刻两车第一次相遇
5.做匀加速沿直线运动的质点在第一个3s内的平均速度比它在第一个5s内的平均速度小3m/s,则质点的加速度大小为( )
A.1 m/s2 B.2 m/s2 C.3 m/s2 D.4 m/s2
6.一个从地面竖直上抛的小球,到达最高点前1s上升的高度是它上升的最大高度的,不计空气阻力,g=10m/s2.则( )
A.小球上升的最大高度是5m
B.小球上抛的初速度是20m/s
C.2.5s时物体正在上升
D.1s末、3s末物体处于同一位置
7.某科技馆中有一个展品,该展品放在较暗处,有一个不断均匀滴水的水龙头(刚滴出的水滴速度为零),在某种光源的照射下,可以观察到一种奇特的现象:只要耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔,在适当的情况下,看到的水滴好像都静止在各自固定的位置不动(如图中A、B、C、D所示),右边数值的单位是cm).要出现这一现象,所用光源应满足的条件是(取g=10m/s2)( )
A.普通的白炽光源即可 B.频闪发光,间歇时间为0.30s
C.频闪发光,间歇时间为0.14s D.频闪发光,间歇时间为0.17s
8.甲、乙两物体沿同一方向做直线运动,6s末在途中相遇,它们的速度图象如图所示,可以确定( )
A.t=0时甲在乙的前方27m处 B.t=0时乙在甲的前方27m处
C.6s之后两物体不会再相遇 D.6s之后两物体还会再相遇
9.如图所示,A、B两物体相距s=7m,物体A以vA=4m/s 的速度向右匀速运动,而物体B此时的速度vB=10m/s,只在摩擦力作用下向右做匀减速运动,加速度a=﹣2m/s2,那么物体A追上物体B所用的时间为( )
A.7 s B.8 s C.9 s D.10 s
10.物体静止于光滑水平面上,力F作用于物体上的O点,现要使合力沿着OO′方向,如图所示,则必须同时再加一个力F′,如F和F′均在同一水平面上,则这个力的最小值为( )
A.Fcosθ B.Fsinθ C.Ftanθ D.Fcotθ
11.为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:用一根弹簧将木块压在墙上,同时在木块下方有一个拉力F2作用,使木块恰好匀速向下运动,如图所示.现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G,则动摩擦因数μ应等于( )
A. B. C. D.
12.光滑的水平面上,有一木块以速度v向右运动,一根弹簧固定在墙上,如图所示,木块从与弹簧接触直到使弹簧压缩至最短的过程中木块将做的运动是( )
A.匀减速运动 B.速度减小,加速度增大
C.速度减小,加速度减小 D.无法确定
13.如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为( )
A.G B.G sin θ C.G cos θ D.G tan θ
14.如图所示,两梯形木块A、B叠放在水平地面上,A、B之间的接触面倾斜.连接A与天花板之间的细绳沿竖直方向.关于两木块的受力,下列说法正确的( )
A.A、B之间一定存在摩擦力作用
B.木块A可能受三个力作用
C.木块B可能受到地面的摩擦力作用
D.B受到地面的支持力一定大于木块B的重力
15.如图所示,套在两光滑竖直杆上质量分别为mA、mB的小球A、B,由跨过定滑轮的轻细绳连接,静止时绳与竖直方向的夹角分别为α和β,不计一切摩擦.则下列关系正确的是( )
A.mAsinα=mBsinβ B.mAsinβ=mBsinα
C.mAcosα=mBcosβ D.mAcosβ=mBcosα
16.如图所示,A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连,B球用长为L的细绳悬于O点,A球固定在O点正下方,且O、A间的距离恰为L,此时绳子所受的拉力为F1,现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为F2,则F1与F2大小之间的关系为( )
A.F1<F2 B.F1>F2 C.F1=F2 D.无法确定
17.在粗糙程度相同的水平地面上,物块在水平向右的力F作用下由静止开始运动.运动的速度v与时间t的关系如图2所示,取g=10m/s2,由图象可知( )
A.在2s~4s内,力F=0
B.在0~2s内,力F逐渐变小
C.物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2
D.0﹣6s内物块运动的总位移为16m
18.如图所示,足够长的水平传送带以v0=2m/s的速度匀速运行.t=0时,在最左端轻放一个小滑块,t=2s时,传送带突然制动停下. 已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,g=10m/s2. 在图中,关于滑块相对地面运动的v﹣t图象正确的是( )
A. B. C. D.
19.如图所示,一个木块放在水平地面上,在水平恒力F作用下,以速度v匀速运动,下列关于摩擦力的说法中正确的是( )
A.木块受到的滑动摩擦力的大小等于F
B.地面受到的静摩擦力的大小等于F
C.若木块以2v的速度匀速运动时,木块受到的摩擦力大小等于2F
D.若用2F的力作用在木块上,木块受到的摩擦力的大小为2F
20.如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1k的物块.当小车在水平地面上做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10N,当小车做匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8N.这时小车运动的加速度大小是( )
A.2 m/s2 B.8 m/s2 C.6 m/s2 D.4 m/s2
21.如图所示,倾斜索道与水平面夹角为37°,当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时,车厢里的人对厢底的压力为其重量的1.25倍,那么车厢对人的摩擦力为其体重的( )
A.倍 B.倍 C.倍 D.倍
二.非选择题
22.某实验小组利用弹簧秤和刻度尺测量滑块在木板上运动的最大速度;
实验步骤:
①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;
②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示.在A端向右拉动木板,待弹簧秤示数稳定后,将读数记作F;
③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②;
实验数据如表所示:
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
G/N
F/N
0.59
0.83
0.99
1.22
1.37
1.61
④如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;
⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间的距离S.
完成下列作图和填空:
(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出F﹣G图线;
(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ= (保留2位有效数字);
(3)滑块最大速度的大小v= (用h、s、μ和重力加速度g表示);
(4)实验过程中是否需匀速拉动木板? (填“是”或“否”).
23.甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经过短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程;乙从起跑到接棒前的运动是匀加速的,为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置标记.在某次练习中,甲在接力区前s0=13.5m处做了标记,并以9m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令,乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上完成交接棒,已知接力区的长度为L=20m.求:
(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a;
(2)完成交接棒时乙离接力区末端的距离.
24.如图所示,升降机中的斜面和竖直壁之间放一个质量为10kg的光滑小球,斜面倾角θ=30°,当升降机以a=5m/s2的加速度竖直上升时,求:
(1)小球对斜面的压力;
(2)小球对竖直墙壁的压力.(取g=10m/s2)
25.如图所示,倾角α=30°的足够长光滑斜面固定在水平面上,斜面上放一长L=1.8m、质量M=3kg的薄木板,木板的最上端叠放一质量m=1kg的小物块,物块与木板间的动摩擦因数μ=.对木板施加沿斜面向上的恒力F,使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动.设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2.
(1)为使物块不滑离木板,求力F应满足的条件;
(2)若F=37.5N,物块能否滑离木板?若不能,请说明理由;若能,求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离.
2016-2017学年河北省衡水市武邑中学高三(上)周考物理试卷(8.28)
参考答案与试题解析
一.选择题
1.下列对运动的认识正确的是( )
A.亚里士多德认为必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就静止
B.伽利略认为如果完全排除空气的阻力,所有的物体将下落得同样快
C.牛顿认为力不是维持物体运动的原因,而是改变物体速度的原因
D.伽利略根据理想实验推出,若没有摩擦,在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去
【考点】物理学史.
【分析】根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可.
【解答】解:A、亚里士多德认为必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就静止,但本题选择认识正确的,故A错误;
B、伽利略认为如果完全排除空气的阻力,所有的物体将下落得同样快,故B正确;
C、牛顿认为力不是维持物体运动的原因,而是改变物体速度的原因,即产生加速度的原因,故C正确;
D、伽利略根据理想实验推出,若没有摩擦,在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去,故D正确;
故选:BCD.
2.如图,质量mA>mB的两物体A、B叠放在一起,靠着竖直墙面.让它们由静止释放,在沿粗糙墙面下落过程中,物体B的受力示意图是( )
A. B. C. D.
【考点】力的合成与分解的运用.
【分析】先对整体结合运动情况受力分析,得到只受重力,加速度为g,即做自由落体运动,然后对B结合运动情况受力分析,得到受力情况.
【解答】解:A与B整体同时沿竖直墙面下滑,受到总重力,墙壁对其没有支持力,如果有,将会向右加速运动,因为没有弹力,故也不受墙壁的摩擦力,即只受重力,做自由落体运动;
由于整体做自由落体运动,处于完全失重状态,故A、B间无弹力,再对物体B受力分析,只受重力;
故选A.
3.如图所示,A和B两物块的接触面是水平的,A与B保持相对静止一起沿固定斜面匀速下滑,在下滑过程中B的受力个数为( )
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
【分析】先以A为研究对象,分析受力情况,再对B研究,按顺序进行分析受力情况.
【解答】解:先以A为研究对象,分析受力情况:重力、B的竖直向上的支持力,B对A没有摩擦力,否则A不会匀速运动.
再对B研究,B受到重力、A对B竖直向下的压力,斜面的支持力和滑动摩擦力,共4个力.
故选B
4.甲、乙两辆汽车从同一点出发,向同一方向行驶,它们的图象如图所示.下列判断正确的是( )
A.在t1时刻以前,乙车始终在甲车的前面
B.在t1时刻以前,乙车的速度始终比甲车的大
C.在t1时刻以前,乙车的速度始终比甲车增加的快
D.在t1时刻两车第一次相遇
【考点】匀变速直线运动的图像.
【分析】解决本题要明确v﹣t图象的含义:在v﹣t图象中每时刻对应于速度的大小,速度的正负表示其运动方向,图象的斜率表示物体运动的加速度,图象与时间轴围成的面积为物体的位移,时间轴上方面积表示位移为正,下方表示为负.
【解答】解:A.图象与时间轴围成的面积为物体的位移,由图象可知:在t1时刻以前乙一直在甲的前面,故A正确;
B.在v﹣t图象中每时刻对应于速度的大小,从图中可以直观的看出:在t1时刻以前,乙车的速度始终比甲车的大,故B正确;
C.速度时间图象斜率表示加速度,由图象可知看成,在t1时刻以前,乙的加速度之间减小,到t1时刻为零,甲的加速度不变,且不为零,故C错误;
D.在t1时刻两车速度相等,但并未相遇,故D错误.
故选AB.
5.做匀加速沿直线运动的质点在第一个3s内的平均速度比它在第一个5s内的平均速度小3m/s,则质点的加速度大小为( )
A.1 m/s2 B.2 m/s2 C.3 m/s2 D.4 m/s2
【考点】匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】匀变速直线运动中间时刻的速度等于这段过程的平均速度,由此可以求得匀加速直线运动的瞬时速度的大小,根据加速度的定义式可以求得加速度的大小.
【解答】解:设在第一个3s内的平均速度为v1,
根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于这段过程的平均速度可得,
在1.5s时刻的瞬时速度为v1.5=v1,
设在第一个5s内的平均速度为v2,
同理可得,在2.5s时刻的瞬时速度的大小为v2.5=v2,
根据a==m/s2=3 m/s2,
所以C正确.
故选C.
6.一个从地面竖直上抛的小球,到达最高点前1s上升的高度是它上升的最大高度的,不计空气阻力,g=10m/s2.则( )
A.小球上升的最大高度是5m
B.小球上抛的初速度是20m/s
C.2.5s时物体正在上升
D.1s末、3s末物体处于同一位置
【考点】竖直上抛运动.
【分析】竖直上抛运动具有对称性,上升和下降时间相等,根据位移时间公式求出到达最高点前1s上升的高度,从而得到最大高度.由速度位移时间关系公式列式求解初速度,从而求得上升的总时间,即可分析2.5s末物体的速度方向.并分析1s末、3s末物体的位置关系.
【解答】解:A、小球到达最高点前1s上升的高度是 h==m=5m,由题知,小球上升的最大高度是 H=4h=20m,故A错误.
B、由H=,得小球上抛的初速度是 v0===20m/s,故B正确.
C、小球上升的总时间 t上==2s,则2.5s时物体正在下降,故C错误.
D、由于小球上升的总时间是2s,则根据1s末、3s末物体处于同一位置,故D正确.
故选:BD
7.某科技馆中有一个展品,该展品放在较暗处,有一个不断均匀滴水的水龙头(刚滴出的水滴速度为零),在某种光源的照射下,可以观察到一种奇特的现象:只要耐心地缓慢调节水滴下落的时间间隔,在适当的情况下,看到的水滴好像都静止在各自固定的位置不动(如图中A、B、C、D所示),右边数值的单位是cm).要出现这一现象,所用光源应满足的条件是(取g=10m/s2)( )
A.普通的白炽光源即可 B.频闪发光,间歇时间为0.30s
C.频闪发光,间歇时间为0.14s D.频闪发光,间歇时间为0.17s
【考点】自由落体运动.
【分析】光源是持续的,水滴反射光是持续的,人看到的水滴是运动的.应使用频闪光源,保证在闪光时在ABCD四个位置上都各有一滴水,而且闪光周期不能太长,利用视觉暂留,可知:当闪光时间间隔恰好等于相邻水滴的时间间隔时,水滴好像都静止在各自固定的位置不动.由求出△x=gT2求出时间间隔,只要间隔时间是T的整数倍,看到的水滴好像都静止在各自固定的位置不动.
【解答】解:A、光源是持续的,水滴反射光是持续的,人看到的水滴是运动的.故A错误.
B、C、D、设光源发光间隔的时间为T.图中CB=0.4m,BA=0.1m.
由CB﹣BA=gT2,得 T=0.17s.只要间隔时间是T的整数倍,看到的水滴好像都静止在各自固定的位置不动.故B、C错误,D正确.
故选:D
8.甲、乙两物体沿同一方向做直线运动,6s末在途中相遇,它们的速度图象如图所示,可以确定( )
A.t=0时甲在乙的前方27m处 B.t=0时乙在甲的前方27m处
C.6s之后两物体不会再相遇 D.6s之后两物体还会再相遇
【考点】匀变速直线运动的图像.
【分析】根据速度图象的“面积”等于物体的位移大小,由几何知识求出t=6s时两物体通过的位移,两位移之差等于t=0时甲乙相距的距离.t=6s之后,甲的速度大于乙的速度,两者不会再相遇.
【解答】解:
A、B,根据速度图象的“面积”等于位移大小,得到t=6s时,甲的位移大小为x甲=,乙的位移大小为x乙=9×6m=54m,6s末甲乙相遇,则在t=0时甲在乙的前方27m处.故A正确,B错误.
C、D由于6s之后甲的速度大于乙的速度,两物体不会再相遇.故C正确,D错误.
故选AC
9.如图所示,A、B两物体相距s=7m,物体A以vA=4m/s 的速度向右匀速运动,而物体B此时的速度vB=10m/s,只在摩擦力作用下向右做匀减速运动,加速度a=﹣2m/s2,那么物体A追上物体B所用的时间为( )
A.7 s B.8 s C.9 s D.10 s
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】假设经过时间t,物块A追上物体B,根据位移时间公式结合几何关系列式求解即可.
【解答】解:物体A做匀速直线运动,位移为:xA=vAt=4t
物体B做匀减速直线运动减速过程的位移为:xB=vBt+at2=10t﹣t2
设物体B速度减为零的时间为t1,有t1==5s
在t1=5s的时间内,物体B的位移为xB1=25m,物体A的位移为xA1=20m,由于xA1<xB1+S,故物体A未追上物体B;
5s后,物体B静止不动,故物体A追上物体B的总时间为:t总===8s
故选:B.
10.物体静止于光滑水平面上,力F作用于物体上的O点,现要使合力沿着OO′方向,如图所示,则必须同时再加一个力F′,如F和F′均在同一水平面上,则这个力的最小值为( )
A.Fcosθ B.Fsinθ C.Ftanθ D.Fcotθ
【考点】力的合成.
【分析】合力沿着OO′方向,根据三角形定则,可以求出此时最小的力F′.
【解答】解:由F做OO′的垂线,此时的F′就是最小值,再由三角形的知识可以求得最小值为Fsinθ,所以B正确.
故选B.
11.为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:用一根弹簧将木块压在墙上,同时在木块下方有一个拉力F2作用,使木块恰好匀速向下运动,如图所示.现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G,则动摩擦因数μ应等于( )
A. B. C. D.
【考点】滑动摩擦力.
【分析】木块恰好匀速向下运动,说明木块受力平衡,根据平衡条件及滑动摩擦力的公式即可解题.
【解答】解:木块恰好匀速向下运动,说明木块受力平衡,则有;
f=G+F2
f=μF1
解得:μ=
故选A
12.光滑的水平面上,有一木块以速度v向右运动,一根弹簧固定在墙上,如图所示,木块从与弹簧接触直到使弹簧压缩至最短的过程中木块将做的运动是( )
A.匀减速运动 B.速度减小,加速度增大
C.速度减小,加速度减小 D.无法确定
【考点】牛顿第二定律.
【分析】木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩到最短的过程中,分析弹簧的弹力方向与速度的关系,根据弹力与速度方向间的关系,判断木块速度的变化.分析弹力大小的变化,由牛顿第二定律分析加速度的变化情况.
【解答】解:木块从与弹簧接触直到弹簧被压缩到最短的过程中,木块竖直方向受到重力与支持力两个力,二力平衡.水平方向受到弹簧向左的弹力,由于弹力与速度方向相反,则木块做减速运动,随着压缩量的增大,弹力增大,由牛顿第二定律可知,加速度增大.故B正确,ACD错误.
故选:B.
13.如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为( )
A.G B.G sin θ C.G cos θ D.G tan θ
【考点】力的合成.
【分析】人受多个力处于平衡状态,合力为零.人受力可以看成两部分,一部分是重力,另一部分是椅子各部分对他的作用力的合力.根据平衡条件求解.
【解答】解:人受多个力处于平衡状态,人受力可以看成两部分,一部分是重力,另一部分是椅子各部分对他的作用力的合力.
根据平衡条件得椅子各部分对他的作用力的合力与重力等值,反向,即大小是G.
故选:A.
14.如图所示,两梯形木块A、B叠放在水平地面上,A、B之间的接触面倾斜.连接A与天花板之间的细绳沿竖直方向.关于两木块的受力,下列说法正确的( )
A.A、B之间一定存在摩擦力作用
B.木块A可能受三个力作用
C.木块B可能受到地面的摩擦力作用
D.B受到地面的支持力一定大于木块B的重力
【考点】摩擦力的判断与计算;物体的弹性和弹力.
【分析】分别对AB及整体进行分析,由共点力的平衡条件可判断两物体可能的受力情况.
【解答】解:A、对A进行受力分析,则A可能受绳子的拉力、重力而处于平衡;此时AB间没有相互的挤压,故没有摩擦力;故A错误;
B、若木块对绳子没有拉力,则此时A受重力、支持力及摩擦力而处于平衡,故B正确;
C、对整体受力分析可知,整体不受水平方向的推力作用,故B不受地面的摩擦力;故C错误;
D、若出现A中情况,此时A对B没有压力,故B只受重力和支持力而处于平衡;此时支持力等于B的重力,故D错误;
故选:B.
15.如图所示,套在两光滑竖直杆上质量分别为mA、mB的小球A、B,由跨过定滑轮的轻细绳连接,静止时绳与竖直方向的夹角分别为α和β,不计一切摩擦.则下列关系正确的是( )
A.mAsinα=mBsinβ B.mAsinβ=mBsinα
C.mAcosα=mBcosβ D.mAcosβ=mBcosα
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
【分析】分别对A、B两球研究,由平衡条件得到绳子拉力与重力的关系,结合定滑轮不省力,可求得两球质量关系.
【解答】解:设绳子拉力大小为F.
对A球,由竖直方向力平衡得:Fcosα=mAg
对B球,由竖直方向力平衡得:Fcosβ=mBg
则得 =,即mAcosβ=mBcosα
故选:D.
16.如图所示,A、B两球用劲度系数为k1的轻弹簧相连,B球用长为L的细绳悬于O点,A球固定在O点正下方,且O、A间的距离恰为L,此时绳子所受的拉力为F1,现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻弹簧,仍使系统平衡,此时绳子所受的拉力为F2,则F1与F2大小之间的关系为( )
A.F1<F2 B.F1>F2 C.F1=F2 D.无法确定
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
【分析】研究任意一种情况下,绳子拉力与重力的关系.以小球B为研究对象,分析受力情况,根据三角形相似法,得出绳子的拉力与小球B的重力的关系,再研究F1和F2的大小关系.
【解答】解:以小球B为研究对象,分析受力情况,由平衡条件可知,弹簧的弹力N和绳子的拉力F的合力F合与重力mg大小相等,方向相反,即F合=mg,作出力的合成如图,由三角形相似得: =
又由题,OA=OB=L,得,F=F合=mg,可见,绳子的拉力F只与小球B的重力有关,与弹簧的劲度系数K无关,所以得到F1=F2.
故选C.
17.在粗糙程度相同的水平地面上,物块在水平向右的力F作用下由静止开始运动.运动的速度v与时间t的关系如图2所示,取g=10m/s2,由图象可知( )
A.在2s~4s内,力F=0
B.在0~2s内,力F逐渐变小
C.物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2
D.0﹣6s内物块运动的总位移为16m
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像.
【分析】根据速度时间图线得出物体的运动规律,结合图线的斜率得出加速度的变化,从而得出拉力F的变化,根据匀减速运动的加速度,结合牛顿第二定律判断能否求出动摩擦因数的大小.结合图线与时间轴围成的面积判断物体的位移大小.
【解答】解:A、在2s~4s内,物体做匀速运动,因此外力F=f≠0,故A错误.
B、在0~2s内,图线的斜率逐渐减小,物体做加速度逐渐减小的加速运动,根据牛顿第二定律得:F﹣f=ma,所以有:F=f+ma,知力F逐渐减小.故B正确.
C、物体做匀减速运动的加速度大小为:a=,根据牛顿第二定律得:f﹣F=μmg﹣F=ma,由于4~6s内拉力大小未知,动摩擦因数无法求得,故C错误.
D、根据图象与时间轴围成的面积表示物体的位移,则知在0~6s内的位移大于,所以0﹣6s内的总位移大于16m.故D错误.
故选:B.
18.如图所示,足够长的水平传送带以v0=2m/s的速度匀速运行.t=0时,在最左端轻放一个小滑块,t=2s时,传送带突然制动停下. 已知滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,g=10m/s2. 在图中,关于滑块相对地面运动的v﹣t图象正确的是( )
A. B. C. D.
【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的图像.
【分析】滑块放在传送带上受到滑动摩擦力作用做匀加速运动,当速度与传送带相等时,和传送带一起做运动运动,当传送带突然制动停下时,滑块在传送带摩擦力作用下做匀减速运动直到静止.
【解答】解:滑块放在传送带上受到滑动摩擦力作用做匀加速运动,a==μg=2m/s2,
滑块运动到与传送带速度相同时需要的时间t1==1s
然后随传送带一起匀速运动的时间t2=t﹣t1=1s
当送带突然制动停下时,滑块在传送带摩擦力作用下做匀减速运动直到静止,a′=﹣a=﹣2m/s2
运动的时间t3=
所以速度时间图象对应D选项.
故选D
19.如图所示,一个木块放在水平地面上,在水平恒力F作用下,以速度v匀速运动,下列关于摩擦力的说法中正确的是( )
A.木块受到的滑动摩擦力的大小等于F
B.地面受到的静摩擦力的大小等于F
C.若木块以2v的速度匀速运动时,木块受到的摩擦力大小等于2F
D.若用2F的力作用在木块上,木块受到的摩擦力的大小为2F
【考点】摩擦力的判断与计算.
【分析】木块在水平面上滑动,受到滑动摩擦力,当木块做匀速直线运动时,可以根据平衡条件和摩擦力的公式f=μFN求出摩擦力的大小.滑动摩擦力与速度大小无关.
【解答】解:A、B、木块相对地面运动受到滑动摩擦力,当木块在拉力F的作用下做匀速直线运动时,f=F.故A正确,B错误.
C、当木块以2v做匀速直线运动时,正压力不变,则f=F=μmg.故C错误.
D、若用2F作用在木块上,物块做加速直线运动,f=μmg,又F=μmg,所以f=F.故D错误.
故选:A.
20.如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为20N、完全相同的弹簧秤甲和乙系住一个质量为1k的物块.当小车在水平地面上做匀速直线运动时,两弹簧秤的示数均为10N,当小车做匀加速直线运动时,弹簧秤甲的示数变为8N.这时小车运动的加速度大小是( )
A.2 m/s2 B.8 m/s2 C.6 m/s2 D.4 m/s2
【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力.
【分析】甲由10N变为8N,减少了2N,说明小车是向右方向加速且减少的2N就是物块由惯性向左运动挤压造成,则乙也增加2N,所以物体一共受到4N,根据牛顿第二定律即可求解.
【解答】解:因弹簧的弹力与其形变量成正比,当弹簧秤甲的示数由10N变为8N时,其形变量减少,则弹簧秤乙的形变量必增大,且甲、乙两弹簧秤形变量变化的大小相等,
所以,弹簧秤乙的示数应为12N.物体在水平方向所受到的合外力为:
F=T乙﹣T甲=12N﹣8N=4N.
根据牛顿第二定律,得物块的加速度大小为a=,
小车与物块相对静止,加速度相等,所以小车的加速度为4m/s2.
故选:D.
21.如图所示,倾斜索道与水平面夹角为37°,当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时,车厢里的人对厢底的压力为其重量的1.25倍,那么车厢对人的摩擦力为其体重的( )
A.倍 B.倍 C.倍 D.倍
【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.
【分析】对人受力分析可知,人在水平和竖直方向都有加速度,由牛顿第二定律可以求得竖直方向上的加速度的大小,进而可以求得水平方向上的加速度的大小,再次由牛顿第二定律可以求得摩擦力的大小.
【解答】解:由于人对车厢底的正压力为其重力的1.25倍,所以在竖直方向上有FN﹣mg=ma上,
解得a上=0.25g,
设水平方向上的加速度为a水,则=tan37°=
所以a水=g,
对人受力分析可知,在水平方向上摩擦力作为合力产生加速度,
即f=ma水=mg,所以B正确.
故选B.
二.非选择题
22.某实验小组利用弹簧秤和刻度尺测量滑块在木板上运动的最大速度;
实验步骤:
①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;
②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示.在A端向右拉动木板,待弹簧秤示数稳定后,将读数记作F;
③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②;
实验数据如表所示:
G/N
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
F/N
0.59
0.83
0.99
1.22
1.37
1.61
④如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左端C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;
⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间的距离S.
完成下列作图和填空:
(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出F﹣G图线;
(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ= 0.40 (保留2位有效数字);
(3)滑块最大速度的大小v= (用h、s、μ和重力加速度g表示);
(4)实验过程中是否需匀速拉动木板? 否 (填“是”或“否”).
【考点】探究影响摩擦力的大小的因素.
【分析】(1)根据所测数据描点即可,注意所连的线必须是平滑的,偏离太远的点舍弃;
(2)由实验图甲可知F=μG,即F﹣G图象上的直线的斜率代表动摩擦因数μ;
(3)当重物P停止运动时,滑块达到最大速度,此后做匀减速运动,动摩擦因数μ在(2)中已知,根据运动规律公式v2﹣v02=2as列式即可求解.
(4)根据木板和滑块的运动,可知,滑块静止但受到滑动摩擦力即可判断
【解答】解:(1)根据描点法在F﹣G图象上描出各点,再连接起来,如图所示;
(2)由图甲可知F=μG,则F﹣G图象上的直线的斜率代表μ值的大小.由F﹣G图象可知μ=0;
(3)当重物P刚好下落到地面时,滑块的速度v最大,此时滑块的位移为h,此后滑块做加速度为μg的匀减速运动,
由公式v2﹣v02=2as知滑块的最大速度vmax满足:vmax2=2μg(S﹣h),
则vmax=.
(4)滑块不同,木板运动,故弹簧测量出的数值就是滑动摩擦力的数值,故不需要木板匀速运动
故答案为:(1)如图所示;(2)0.40;(3);(4)否
23.甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经过短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程;乙从起跑到接棒前的运动是匀加速的,为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置标记.在某次练习中,甲在接力区前s0=13.5m处做了标记,并以9m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令,乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上完成交接棒,已知接力区的长度为L=20m.求:
(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a;
(2)完成交接棒时乙离接力区末端的距离.
【考点】匀变速直线运动规律的综合运用.
【分析】(1)甲在追乙的过程中,甲做的是匀速运动,乙做的是加速运动,追上时他们的位移的差值是13.5m,从而可以求得加速度的大小;
(2)乙做的是加速运动,由匀加速运动的位移公式可以求得乙的位移的大小,从而可以求得在完成交接棒时乙离接力区末端的距离.
【解答】解:(1)甲在追乙的过程中,甲做的是匀速运动,乙做的是加速运动,追上时他们的位移的差值是13.5m,设经过时间t,甲追上乙,在这段时间内甲、乙的位移分别为S 1 和S 2,根据匀变速运动规律得:
v=at
又 S 1=S 2+S 0
联立以上四式解得:
故乙在接棒前的加速度为3m/s 2.
(2)在这段时间内,乙在接力区的位移为:
完成交接棒时,乙与接力区末端的距离为:L﹣S 2=6.5 m
答:(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a为;
(2)完成交接棒时乙离接力区末端的距离6.5m
24.如图所示,升降机中的斜面和竖直壁之间放一个质量为10kg的光滑小球,斜面倾角θ=30°,当升降机以a=5m/s2的加速度竖直上升时,求:
(1)小球对斜面的压力;
(2)小球对竖直墙壁的压力.(取g=10m/s2)
【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力.
【分析】对小球受力分析,抓住小球水平方向上的合力为零,竖直方向上产生加速度,结合牛顿第二定律求出斜面对小球的支持力和墙壁对小球的支持力,从而结合牛顿第三定律得出小球对斜面和竖直墙壁的压力.
【解答】解:小球的受力如图所示,
在水平方向上有:N1sin30°=N2,
在竖直方向上有:N1cos30°﹣mg=ma,
联立两式代入数据解得:N1=,
.
根据牛顿第三定律知,小球对斜面的压力为,对竖直墙壁的压力为.
答:(1)小球对斜面的压力为,方向垂直斜面向下.
(2)小球对竖直墙壁的压力为,方向水平向左.
25.如图所示,倾角α=30°的足够长光滑斜面固定在水平面上,斜面上放一长L=1.8m、质量M=3kg的薄木板,木板的最上端叠放一质量m=1kg的小物块,物块与木板间的动摩擦因数μ=.对木板施加沿斜面向上的恒力F,使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动.设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2.
(1)为使物块不滑离木板,求力F应满足的条件;
(2)若F=37.5N,物块能否滑离木板?若不能,请说明理由;若能,求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离.
【考点】牛顿第二定律;牛顿运动定律的综合应用.
【分析】(1)对整体和m分别运用牛顿第二定律,抓住临界情况摩擦力f≤μmgcosα,求出拉力的最小值.
(2)当F=37.5N>30N,物块能滑离木板,根据牛顿第二定律分别求出M、m的加速度,结合运动学公式,抓住两者的位移关系求出相对运动的时间,从而结合速度时间公式求出物块滑离木板时的速度,根据速度位移公式求出物块沿斜面上升的最大距离.
【解答】解:(1)对M、m,由牛顿第二定律得,
F﹣(M+m)gsinα=(M+m)a
对m,有f﹣mgsinα=ma
f≤μmgcosα
代入数据解得F≤30N.
因要拉动,则F≥(M+m)gsinα=(3+1)×10×N=20N
(2)当F=37.5N>30N,物块能滑离木板,
对M,有:F﹣μmgcosα﹣Mgsinα=Ma1
对m,有:μmgcosα﹣mgsinα=ma2
设滑块滑离木板所用的时间为t,由运动学公式得,
,
代入数据解得t=1.2s;
物块滑离木板时的速度v=a2t
由公式﹣2gsinα•s=0﹣v2
代入数据解得s=0.9m.
答:(1)为使物块不滑离木板,力F应满足的条件为20N≤F≤30N.
(2)物块滑离木板所用的时间为1.2s,滑离木板后沿斜面上升的最大距离为0.9m.
2016年11月26日