2020-2021学年新疆克拉玛依南湖中学高一(上)期末物理试卷
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2020-2021学年新疆克拉玛依南湖中学高一(上)期末物理试卷
1. 关于参考系,下列说法正确的是( )
A. 参考系必须是静止不动的物体
B. 参考系必须是静止不动或正在做直线运动的物体
C. 研究物体的运动,可选择不同的参考系,但选择不同的参考系观察结果是一样的
D. 研究物体的运动,可选择不同的参考系,但选择不同的参考系对于研究同一物体的运动而言,一般会出现不同的结果
2. 下列关于质点的说法中,正确的是( )
A. 质点是一个理想化模型,实际上并不存在,所以,引入这个概念没有多大意义
B. 只有体积很小的物体才能看作质点
C. 凡轻小的物体,皆可看作质点
D. 如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时,即可把物体看作质点
3. 一支100m长的队伍匀速前进,通信兵从队尾赶到队首传达命令,然后立即返回,当通信兵回到队尾时,队伍已前进了300m.在这个过程中,通信兵的位移大小是( )
A. 400m B. 100m C. 200m D. 300m
4. 对速度的定义式v=xt,以下叙述不正确的是( )
A. 物体做匀速直线运动时,速度v与运动的位移x成正比,与运动时间t成反比
B. 速度v的大小与运动的位移x和时间t都无关
C. 此速度定义式适用于任何运动
D. 速度是表示物体运动快慢及方向的物理量
5. 下列各组物理量中,都是矢量的是( )
A. 位移、时间、速度 B. 路程、速率、位移
C. 加速度、速度的变化、速度 D. 速度、时间、加速度
6. 测量国际单位制规定的三个力学基本物理量,分别可用的仪器是下列哪一组?( )
A. 密度计、测力计、打点计时器 B. 米尺、弹簧秤、秒表
C. 秒表、天平、量筒 D. 米尺、天平、秒表
7. 关于速度和加速度的关系,下列说法正确的是( )
A. 速度变化得越多,加速度就越大
B. 速度变化得越快,加速度就越大
C. 加速度方向保持不变,速度方向也保持不变
D. 加速度大小不断变小,速度大小也不断变小
8. 一辆汽车沿平直公路向东行驶,如图所示是该汽车的速度计,在汽车内的观察者观察速度计指针的变化,开始时指针指在如图甲所示的位置,经过8 s后指针指示到如图乙所示的位置,那么它的加速度约为( )
A. 11 m/s2 B. −5.0 m/s2 C. 1.4 m/s2 D. −1.4 m/s2
9. 如图为某物体做直线运动的v−t图象,关于物体在前4s的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 物体始终向同一方向运动
B. 物体的加速度大小不变,方向与初速度方向相同
C. 物体在前2 s内做减速运动
D. 物体在前2 s内做加速运动
10. 列车匀速前进,司机突然发现前方有一头牛在横穿铁道,司机立即使列车制动,做匀减速运动,车未停下时牛已离开轨道,司机又使列车做匀加速运动,直到恢复原速,继续做匀速直线运动,列车运动的v−t图象应是下图中的哪一个( )
A. B. C. D.
11. 关于伽利略对自由落体运动的研究,下列说法中正确的是( )
A. 伽利略认为在同一地点,重的物体和轻的物体下落快慢不同
B. 伽利略猜想运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证
C. 伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比
D. 伽利略用小球在斜面上验证了运动速度与位移成正比
12. 从发现情况到采取相应行动经过的时间叫反应时间,两位同学合作,用刻度尺可测得人的反应时间:如图甲所示,A握住尺的上端,B在尺的下部做握尺的准备(但不与尺接触),当看到A放开手时,B立即握住尺,若B做握尺准备时,手指位置如图乙所示,而握住尺时的位置如图丙所示,由此测得B同学的反应时间约为( )
A. 2.0 s
B. 0.3 s
C. 0.1 s
D. 0.4 s
13. 有一圆形的均匀薄板,若将其中央再挖掉一个小圆板成一个圆环,如图所示,下面说法正确的是( )
A. 重心向外侧偏移,重力减小
B. 重力和重心都没有变
C. 重力减小,重心位置没有变
D. 重力减小,重心位置不存在
14. 有四位同学把斜面对重物的支持力,分别画成如图所示的四种情况,其中画正确的是( )
A. B.
C. D.
15. 一物体置于粗糙水平地面上,按图所示不同的放法,在水平力F的作用下运动,设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等,则木块受到的摩擦力的大小关系是( )
A. Ff甲>Ff乙>Ff丙 B. Ff乙>Ff甲>Ff丙
C. Ff丙>Ff乙>Ff甲 D. Ff甲=Ff乙=Ff丙
16. 如图所示,运动员站在水平跳板上,图中F1表示人对跳板的弹力,F2表示跳板对人的弹力,则下列说法中正确的是( )
A. 先有F1后有F2
B. 一旦人离开跳板,F2立即消失,F1依旧存在
C. 因人离开跳板前具有向上的加速度,所以F2大于F1
D. F1和F2大小相等,方向相反,是一对相互作用力
17. 物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性。下列有关惯性的说法中,正确的是( )
A. 乘坐汽车时系好安全带可减小惯性
B. 运动员跑得越快惯性越大
C. 宇宙飞船在太空中也有惯性
D. 汽车在刹车时才有惯性
18. 如图所示,质量为10Kg的物体在水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,与此同时,物体受到一个水平向右的推力F=20N的作用,则物体产生的加速度为( )
A. 0 B. 4m/s2 水平向右
C. 2m/s2 水平向左 D. 2m/s2 水平向右
19. 如图所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的v−t图象,则( )
A. 物体在0~2s处于失重状态
B. 物体在2~8s处于超重状态
C. 物体在8~10s处于失重状态
D. 由于物体的质量未知,所以无法判断超重、失重状态
20. 如图所示,一小球自空中自由落下,与正下方的直立轻质弹簧接触,直至速度为零的过程中,关于小球运动状态的下列几种描述中,正确的是( )
A. 接触后,小球做减速运动,加速度的绝对值越来越大,速度越来越小,最后等于零
B. 接触后,小球先做加速运动,后做减速运动,其速度先增加后减小直到为零
C. 接触后,速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处,加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处
D. 接触后,小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方
21. 如图,在光滑地面上,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.小车质量是M,木块质量是m,力大小是F,加速度大小是a,木块和小车之间动摩擦因数是μ.则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是( )
A. mFM+m B. Ma C. μmg D. μ(M+m)g
22. 如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间.设墙面对球的压力大小为FN1,球对木板的压力大小为FN2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置.不计摩擦,在此过程中( )
A. FN1始终减小,FN2始终增大
B. FN1始终减小,FN2始终减小
C. FN1先增大后减小,FN2始终减小
D. FN1先增大后减小,FN2先减小后增大
23. 一小球沿斜面以恒定的加速度滚下并依次通过A、B、C三点,已知AB=6m,BC=10m,小球通过AB、BC所用的时间均为2s,则小球经过A、B、C三点时的速度分别为( )
A. 2m/s;3 m/s;4m/s B. 2 m/s;4m/s;6 m/s
C. 3m/s;4 m/s;5m/s D. 3 m/s;5m/s;7 m/s
24. 如图所示,两个质量相等的物体A和B紧靠在一起放在光滑水平桌面上,如果它们分别受到水平推力F1、F2,且F1>F2,则A施于B的作用力的大小为( )
A. F1 B. F2 C. F1−F22 D. F1+F22
25. 质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x=4t+3t2,则初速度为______ m/s;加速度为______ m/s2。
26. 一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为FN,OP与水平方向的夹角为θ,则F的大小为______ ;FN的大小为______ 。
27. 质量是60kg的人站在升降机中的体重计上,如图所示。重力加速度g取10m/s2,当升降机以2m/s2的加速度加速上升时,示数为______ N;以3m/s2的加速度加速下降时,示数为______ N。
28. 由实验测得某弹簧所受弹力F和弹簧的长度l的关系图象;由图可知,弹簧的劲度系数是______ N/m;弹簧的原长是______ cm。
29. 画出物块A物体的受力示意图。
30. 画出小球A的受力示意图。
31. A被两根绳子悬挂,画出A的受力示意图。
32. 某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”.弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为______N.
(2)下列不必要的实验要求是______.(请填写选项前对应的字母)
(A)应测量重物M所受的重力
(B)弹簧测力计应在使用前校零
(C)拉线方向应与木板平面平行
(D)改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置.
33. 某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度与力的关系,实验装置如图甲所示。
(1)图乙是实验中得到的一条纸带,图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1s,由图中的数据可得小车的加速度a为______ m/s2。小车经过B点时的速度大小______ m/s。
(2)平衡摩擦力,让小车在不受拉力时做______ 运动。
(3)实验小组得出加速度和力的关系如图所示,直线没有经过坐标原点的原因______ 。
34. 一小球由静止开始做自由落体运动,经5s落到地面,求:
(1)小球下落时离地面的高度;
(2)小球落地时的速度大小。
35. 如图所示,三根轻质绳子OA、OB与OC将一质量为10kg的重物悬挂空中而处于静止状态,其中OB与天花板夹角为30°,OA与天花板夹角为60°,要求画出受力分析图,标出对应的力及角度.(g取10m/s2)
(1)求绳子OA、OB对应的拉力大小FA、FB;
(2)若保持0、B点位置不变,改变OA绳长度,将A点移动到D点,使得OD=OB,求此时绳子OD对应的拉力大小FD.
36. 在水平地面上有一个质量为4.0kg的物体,物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动.10s后拉力大小减小为13F,并保持恒定.该物体的速度图象如图所示.求:
(1)物体所受到的水平拉力F的大小;
(2)该物体与地面间的动摩擦因数.(取g=10m/s2)
37. 如图为火车站使用的传送带示意图,绷紧的传送带水平部分长度L=4m,并以
v0=1m/s的速度匀速向右运动.现将一个可视为质点的旅行包无初速度地轻放在传送带的左端,已知旅行包与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2.
(1)求旅行包经过多长时间到达传送带的右端.
(2)若要旅行包从左端运动到右端所用时间最短,传送带速度的大小应满足什么条件?
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、参考系,是指研究物体运动时所选定的参照物体或彼此不作相对运动的物体系,参考系不一定是静止不动的,故A错误;
B、任何物体均可作为参考系,静止的物体、匀速直线运动的物体、匀加速直线运动的物体等都可以,故B错误;
C、参考系的选取是任意的,应根据所研究的问题灵活选取,但参考系不同,物体相对于参考系的运动状态可能不同,故C错误;
D、参考系的选取是任意的,故任何物体都可以作为参考系,并且物体相对于不同的物体其运动状态可能不同;故D正确;
故选:D.
参考系,是指研究物体运动时所选定的参照物体或彼此不作相对运动的物体系;参考系的选取是任意的,如何选择参照系,必须从具体情况来考虑,一般情况下我们以地面或地面上的物体作为参考系.
为了研究和描述物体的运动,我们引入了参考系,选择不同的参考系,同一物体相对于不同的参考系,运动状态可以不同,选取合适的参考系可以使运动的研究简单化.
2.【答案】D
【解析】解:A、质点是一个理想化模型,实际上并不存在,引入这个概念可以简化我们分析的问题,不是没有意义,所以A错误;
B、体积大的物体也可以看做质点,比如地球,所以B错误;
C、轻小的物体,不一定可以看做质点,要看它的形状对分析的问题有没有影响,所以C错误;
D、如果物体的形状和大小对所研究的问题属于无关或次要因素时,即可把物体看作质点,所以D正确。
故选:D。
物体可以看成质点的条件是物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响,同一个物体在不同的时候,有时可以看成质点,有时不行,要看研究的是什么问题。
考查学生对质点这个概念的理解,关键是知道物体能看成质点时的条件,看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响,物体的大小体积能否忽略。
3.【答案】D
【解析】解:通讯员从队尾出发最后又回到队尾,相对于队伍来说,位置没变。所以通讯员的位移大小等于队伍前进的距离,即为300m,故D正确,ABC错误.
故选:D
位移是指从初位置到末位置的有向线段,位移是矢量,有大小也有方向.
该题考查对位移的理解,解答的关键是掌握位移是指从初位置到末位置的有向线段,位移的大小只与初末的位置有关.
4.【答案】A
【解析】解:v=xt是计算速度的公式,表示物体运动快慢及方向的物理量;
适用于任何运动,此式只说明计算速度可用位移x除以时间t来获得,并不是说v与x成正比,与t成反比。故A错误;BCD正确;
本题选错误的;故选:A。
根据速度的意义及速度定义方法为比值定义法分析解答.
速度是描述物体运动快慢的物理量,其定义采用的是比值定义法,要注意速率与位移及时间无关.
5.【答案】C
【解析】解:A、位移和速度是矢量,而时间是标量,故A错误。
B、位移是矢量,速率是速度的大小,所以路程和速率是标量,故B错误。
C、加速度、速度的变化、速度都是矢量,故C正确。
D、速度和加速度是矢量而时间是标量,故D错误。
故选:C。
既有大小又有方向,相加时遵循平行四边形定则的物理量是矢量,如力、速度、加速度、位移、动量等都是矢量;
只有大小,没有方向的物理量是标量,如路程、时间、质量等都是标量.
矢量与标量有两大区别:一是矢量有方向,标量没有方向;二是运算法则不同,矢量运算遵守平行四边形定则,标量运算遵守代数加减法则.
6.【答案】D
【解析】解:长度、时间、质量是三个力学基本物理量,米尺是测量长度的仪器,天平是测量质量的仪器,秒表是测量时间的仪器,故D正确。
故选:D。
力学的三个基本物理量分别为长度、时间、质量.
解决本题的关键知道力学的三个基本物理量以及对应的基本单位,需识记.
7.【答案】B
【解析】解:A、物体的速度变化大,但所需时间更长的话,物体速度的变化率可能很小,则加速度就会很小,故A错误。
B、加速度反映速度变化的快慢,速度变化得越快,加速度就越大,故B正确;
C、加速度方向保持不变,速度方向可以变化,例如平抛运动,故C错误
D、如果加速度方向与速度方向相同,加速度大小不断变小,速度却增大,故D错误
故选:B。
根据加速度的定义式a=△v△t可知物体的加速度等于物体的速度的变化率,加速度的方向就是物体速度变化量的方向,与物体速度无关,即物体的速度变化越快物体的加速度越大.
速度与加速度均是矢量,速度变化的方向决定了加速度的方向,却与速度方向无关.同时加速度增加,速度可能减小,所以加速度与初速度的方向关系决定速度增加与否.
8.【答案】D
【解析】解:速度的变化量为:△v=−40km/h=−11m/s,
则加速度为:a=△v△t=−118m/s2=−1.4m/s2。
故选:D。
根据汽车的初末速度,结合加速度的定义式求出汽车的加速度.
解决本题的关键掌握加速度的定义式a=△v△t,以及在计算时注意单位的换算.
9.【答案】C
【解析】解:
A、由图看出,在前2s内,物体沿负方向运动,在后2s内物体沿正方向运动,运动方向发生了改变。故A错误。
B、速度图线的斜率等于加速度,直线的斜率不变,说明物体的加速度大小和方向都不变。加速度始终沿正方向,而物体的初速度方向沿负方向,所以加速度方向与初速度方向相反。故B错误。
C、D体在前2s内向负方向做匀减速运动。故C正确,D错误。
故选:C。
根据速度的正负判断速度的方向.速度图象的斜率等于加速度.根据图线速度变化的变化分析物体做什么运动.
根据速度图象直接速度加速度的方向,由斜率大小求出加速度的大小是基本能力,要熟练掌握.
10.【答案】B
【解析】解:A、列车先做匀加速运动,接着做匀减速运动,最后做匀速直线运动.与题意不符.故A错误.
B、列车先做匀减速运动,速度未达到零,接着做匀加速运动,最后做匀速直线运动.与题意相符.故B正确.
C、列车先做匀减速运动,速度达到零,接着做匀加速运动,最后做匀速直线运动.与题意不符.故C错误.
D、列车先做匀加速运动,接着做匀减速运动,最后做匀速直线运动.与题意不符.故D错误.
故选B
列车的运动情况是先做匀减速运动,接着做匀加速运动,最后做匀速直线运动.匀减速运动速度未达到零.将选项一一代入,选择符合题意的图象.
往往用数学知识理解图象的物理意义,如面积、斜率等等来分析图象的物理意义.v−t图象:匀速直线运动是平行于横轴的直线,匀变速直线运动是倾斜的直线.
11.【答案】C
【解析】解:A、亚里士多德认为在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同,故A错误;
B、伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比,并未直接进行验证,而是在斜面实验的基础上的理想化推理,故B错误。
C、伽利略通过数学推演并用小球在斜面上验证了位移与时间的平方成正比,故C正确。
D、小球在斜面上运动运动速度与位移不成正比,故D错误,
故选:C。
要了解伽利略“理想斜面实验”的内容、方法、原理以及物理意义,伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身,而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上,进行理想化推理.(也称作理想化实验)它标志着物理学的真正开端.
伽利略的“理想斜面实验”是建立在可靠的事实基础之上的,它来源于实践,而又高于实践,它是实践和思维的结晶.
12.【答案】B
【解析】解:由图可知,开始时的位置在20cm处,握住尺时的位置在60cm处,所以在反应时间内下落的高度为40cm=0.40m
由运动学可得:
h=12gt2
解得:t=2hg=2×0.4010s≈0.3s.故B正确,ACD错误。
故选:B。
直尺做自由落体运动,下落时间等于受测者的反应时间;由自由落体规律可求得下落时间.
本题重点要知道什么是人的反映时间,即人从发现情况到采取措施所用的时间.并明确物体做自由落体运动.
13.【答案】C
【解析】解:质量均匀分布的圆形薄板,重心在其几何中心;其中央挖掉一个小圆,质量仍然均匀分布,关于圆心对称,即形状规则,故其重心仍然在圆心;由于质量减小,故重力减小;故 C正确,ABD错误。
故选:C。
物体的重力G=mg,重心是物体各部分所受重力的合力的作用点。规则而密度均匀物体的重心就是它的几何中心。
本题考查了重力与重心的概念,明确重心是物体各部分所受重力的等效作用点。
14.【答案】A
【解析】解:斜面对重物的支持力作用在物体上,垂直斜面向上.故A正确,B、C、D错误.
故选:A.
首先确定支持力的作用点,然后确定方向,从而确定正确的力图.
解决本题的关键知道弹力的方向,垂直于接触面,指向受力物体.
15.【答案】D
【解析】解:根据滑动摩擦力公式:f=μFN,其中FN为物体与接触面间的正压力,由题意知正压力相等,所以木块受的滑动摩擦力都相等。
故选:D。
根据滑动摩擦力的公式f=μFN判断摩擦力的大小.
解决本题的关键掌握滑动摩擦力的公式f=μFN,知道FN为物体与接触面间的正压力,与接触面积无关.
16.【答案】D
【解析】解:人对跳板的弹力F1和跳板对人的弹力F2是一对作用力与反作用力,它们大小相等,方向相反,作用在不同物体上,同时产生,同时消失,故D正确,ABC错误。
故选:D。
作用力与反作用力其特征是大小相等,方向相反,作用在不同物体上,两个力互为产生的原因和结果,且大小变化具有同时性.
本题重点掌握作用力与反作用力其特征,抓判定的重点:两个力互为产生的原因和结果,且大小变化具有同时性.
17.【答案】C
【解析】解:A、乘坐汽车时系好安全带,不是可以减小惯性,而是在紧急刹车时可以防止人由于惯性飞离座椅,从而造成伤害,所以A错误。
B、质量是物体惯性大小的唯一的量度,与人的速度的大小无关,所以B错误。
C、在太空中物体的质量是不变的,所以物体的惯性也不变,所以C正确。
D、质量是物体惯性大小的唯一的量度,与物体的运动状态无关,所以D错误。
故选:C。
惯性是指物体具有的保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,质量是物体惯性大小大小的唯一的量度。
质量是物体惯性大小的唯一的量度,与物体的运动状态无关,只要物体的质量不变,物体的惯性的大小就不变。
18.【答案】B
【解析】解:在水平地面上向左运动,竖直方向受重力、支持力,竖直方向上物体没有加速度,重力与支持力的合力为0;
水平方向上物体受到水平向右的推力和水平向右的滑动摩擦力。
水平向右的推力F=20N,滑动摩擦力f=μN=μmg=0.2×10×10=20N,
所以合力大小为F合=(20+20)N=40N,方向水平向右,
根据牛顿第二定律得:a=F合m=4010=4m/s2,水平向右;
故选:B。
正确对物体进行受力分析,确定出滑动摩擦力的大小和方向,从而求出其合力,再运用牛顿第二定律求出物体的加速度.
处理这类问题的基本思路是,先分析物体的受力情况求出合力,根据牛顿第二定律求出加速度.本题中容易出错的是滑动摩擦力方向的判断,很多同学易受外力方向的影响而判断错误.
19.【答案】C
【解析】解:A、由图象可知,在0~2s内,物体向上做匀加速运动,加速度向上,物体处于超重状态,故A错误;
B、由图象可知,在2~8s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,故B错误.
C、物体在8~10s内向上做匀减速运动,加速度向下,处于失重状态,故C正确.
D、超重、失重状态根据加速度的方向判断,与物体的质量无关,是可以判断的,故D错误.
故选:C
速度图象的斜率等于物体的加速度.斜率的正负表示加速度的方向.根据加速度的方向判断物体的运动状态.
本题要能根据图象得出有用的信息,知道速度−时间图象中直线的斜率表示加速度是关键,同时要明确超重和失重的条件.
20.【答案】BD
【解析】
【分析】
小球自由落下,接触弹簧时有竖直向下的速度,接触弹簧后,弹簧被压缩,弹簧的弹力随着压缩的长度的增大而增大。以小球为研究对象,开始阶段,弹力小于重力,合力竖直向下,与速度方向相同,小球做加速运动,合力减小;当弹力大于重力后,合力竖直向上,小球做减速运动,合力增大。
含有弹簧的问题,是高考的热点。关键在于分析小球的受力情况,来确定小球的运动情况,抓住弹力是变化的这一特点。不能简单认为小球一接触弹簧就做减速运动。
【解答】
AB.小球与弹簧接触后,开始重力大于弹力,加速度向下,做加速运动,加速度减小。当加速度减小到零以后,弹力大于重力,加速度向上,做减速运动到零,故A错误,B正确;
C.当速度为零,弹簧压缩到最低点,此时合力不为零,加速度不为零,故C错误;
D.小球先做加速运动再做减速运动,当加速度为零,即重力与弹簧弹力相等时,速度最大,故D正确。
故选BD。
21.【答案】A
【解析】
【分析】
由于小车和木块一起做无相对滑动的加速运动,所以小车和木块的加速度大小相同,对小车和木块受力分析,根据牛顿第二定律可以求得摩擦力的大小。
当分析多个物体的受力、运动情况时,通常可以采用整体法和隔离法,用整体法可以求得系统的加速度的大小,再用隔离法可以求物体之间的作用力的大小。
【解答】
先对整体受力分析,受重力、支持力和拉力,根据牛顿第二定律,有:
F=(M+m)a ①
再对物体m受力分析,受重力、支持力和向前的静摩擦力,根据牛顿第二定律,有:
f=ma ②
由①②联立解得:f=ma=mFM+m,故BCD错误,A正确。
故选A。
22.【答案】B
【解析】解:以小球为研究对象,分析受力情况:重力G、墙面的支持力N1和木板的支持力N2,如图所示:
根据平衡条件知:N1和N2的合力与G等大反向,且得:
N1=Gcotθ,
N2=Gsinθ
根据牛顿第三定律知:墙面对球的压力大小为:
FN1=N1=Gcotθ,
球对木板的压力大小为:
FN2=N2=Gsinθ
木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置θ增大,则知FN1始终减小,FN2始终减小;
故选:B。
以小球为研究对象,分析受力情况:重力、木板的支持力和墙壁的支持力,根据平衡条件得到两个支持力的情况;然后根据牛顿第三定律得知,木板对球的支持力大小等于球对木板的压力大小.
本题运用函数法研究动态平衡问题,也可以运用图解法直观反映力的变化情况.
23.【答案】B
【解析】解:根据平均速度推论知,B点的速度vB=xAB+xBC2t=6+104m/s=4m/s,
AB段的平均速度vAB=xABt=62m/s=3m/s,因为vAB=vA+vB2,所以vA=2×3−4m/s=2m/s。
BC段的平均速度vBC=xBCt=102m/s=5m/s,因为vBC=vB+vC2,所以vC=2×5−4m/s=6m/s。故B正确,A、C、D错误。
故选:B。
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度,结合平均速度推论求出A、C的速度.
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论,并能灵活运用,有时运用推论求解会使问题更加简捷.
24.【答案】D
【解析】解:以A、B组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律得:
(F1−F2)=2ma,
加速度为:a=F1−F22m,
以A为研究对象,由牛顿第二定律得:F1−N=ma,
解得A、B间的作用力:N=F1+F22;
故选:D。
以整体为研究对象,由牛顿第二定律可以求出加速度;以A或B为研究对象,由牛顿第二定律可以求出两物体间的作用力。
本题考查了求物体的加速度与物体间的作用力,应用牛顿第二定律即可正确解题,解题时注意整体法与隔离法的应用。
25.【答案】4 6
【解析】解:对照匀变速直线运动的位移时间关系公式x=v0t+12at2,即可以求得初速度为4m/s和加速度为6m/s2.
故答案为:4,6.
对照匀变速直线运动的位移时间关系公式x=v0t+12at2,即可以求得初速度和加速度。
本题关键是要掌握匀变速直线运动的位移与时间的公式x=v0t+12at2,通过对照即可以求得初速度和加速度。
26.【答案】mgcotθ mgsinθ
【解析】解:
滑块的受力情况如图所示,
由物体的平衡条件可得:FNsinθ=mg,FNcosθ=F
联立可得:FN=mgsinθ,F=mgcotθ.
故答案为:mgcotθ,mgsinθ.
以滑块为研究对象,分析受力情况,作出受力分析图.滑块在力F的作用下处于静止状态,合力为零,由此条件列式求解力F和FN的大小.
本题属于共点力平衡问题,主要考查学生对物体进行受力分析的能力,注意物体处于平衡状态时,所受合外力为零。
27.【答案】720 420
【解析】解:(1)升降机以2m/s2的加速度匀加速上升时,根据生顿第二定律可得:
F1−mg=ma1,F1=(60×10+60×2)N=720N
由牛顿第三定律得人对体重计的压力为720N,即体重计示数为720N;
(2)升降机以3m/s2的加速度匀加速下降时,根据牛顿第二定律可得:
mg−F2=ma2,F2=(60×10−60×3)=420N,
由牛顿第三定律得人对体重计的压力为420N,即体重计示数为420N。
答:当升降机以2m/s2的加速度加速上升时,示数为720N,以3m/s2的加速度加速下降时,示数为420N.
人加速上升时人受到的支持力大于重力,利用牛顿第二定律求解;人加速下降时人受到的支持力小于重力,利用牛顿第二定律求解即可;然后,根据牛顿第三定律可知体重计的示数。
本题是关于牛顿运动定律的题目,灵活应用牛顿第二定律是解决问题的关键。
28.【答案】500 15
【解析】解:弹簧处于原长时,弹簧所受弹力为0,从图中可知,F=0时,该弹簧的原长L0=15cm;
从图中可知弹簧长度L=25cm时,弹簧伸长量为:
x=L−L0=25cm−15cm=10cm=0.1m
此时对应的弹力为:F=50N
由胡克定律:F=kx
得该弹簧的劲度系数为:
k=Fx=500.1N/m=500N/m;
故答案为:500 15
(1)由图直接读出:弹力为0时对应的弹簧长度就是弹簧的原长;
(2)利用胡克定律F=kx,计算该弹簧的劲度系数。
本题考查胡克定律,正确解析图象,找到特殊点对应的物理含义是解题的关键。
29.【答案】解:物体受重力,斜面对物体的支持力,方向垂直于斜面向下,外力F,由于物体处于平衡状态,合力为零,所以必定受到斜面对物体沿斜面向上的静摩擦力。
受力示意图如图所示:
【解析】对物体受力分析,按照重力、弹力及摩擦力的顺序结合物体的运动状态进行分析,并画出正确的受力示意图.
本题考查受力分析以及示意图的作图,要注意明确画示意图时应标明方向和名称。受力分析步骤:(1)确定研究对象(2)分析力:先重力、再弹力、后摩擦力,外力.
30.【答案】解:小球A受重力,由于小球A处于静止状态,所以还受到轻杆对小球的弹力,方向与重力方向相反,竖直向上。
受力示意图如图所示:
【解析】对物体受力分析,按照重力、弹力及摩擦力的顺序结合物体的运动状态进行分析,并画出正确的受力示意图.
本题考查受力分析以及示意图的作图,要注意明确画示意图时应标明方向和名称。受力分析步骤:(1)确定研究对象(2)分析力:先重力、再弹力、后摩擦力,外力.
31.【答案】解:球A被两根绳子悬挂,处于静止状态,合力为零。球A受重力和两根绳子的拉力。
受力示意图如图所示:
【解析】对物体受力分析,按照重力、弹力及摩擦力的顺序结合物体的运动状态进行分析,并画出正确的受力示意图.
本题考查受力分析以及示意图的作图,要注意明确画示意图时应标明方向和名称。受力分析步骤:(1)确定研究对象(2)分析力:先重力、再弹力、后摩擦力,外力.
32.【答案】3.6 D
【解析】解:(1)弹簧测力计读数,每1N被分成5格,则1格就等于0.2N.图指针落在3N到4N的第3格处,所以3.6N.
故答案为:3.6.
(2)A、实验通过作出三个力的图示,来验证“力的平行四边形定则”,因此重物的重力必须要知道.故A项也需要;
B、弹簧测力计是测出力的大小,所以要准确必须在测之前校零.故B项也需要;
C、拉线方向必须与木板平面平行,这样才确保力的大小准确性.故C项也需要;
D、当结点O位置确定时,弹簧测力计A的示数也确定,由于重物的重力已确定,两力大小与方向均一定,因此弹簧测力计B的大小与方向也一定,所以不需要改变拉力多次实验.故D项不需要.
故选D.
(1)根据弹簧秤指针的指示可以正确读出其示数,弹簧秤本身误差就比较大,读数时可不用估读;
(2)因为我们要用力的图示画重力,故需要测出重力的大小;为了让测出来的两个分力更精确,故弹簧测力计应在使用前校零且拉线方向应与木板平面平行来减小摩擦;实验是验证三个力的关系,只要测出三个力就可以了,所以不需要固定O点位置.
只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目,而实验步骤,实验数据的处理都与实验原理有关,故要加强对实验原理的学习和掌握.
33.【答案】0.195 0.101 匀速 平衡摩擦过度
【解析】解:(1)根据△x=aT2,运用逐差法得:
a=xBD−xOB4T2=0.0404−0.0163−0.01634×0.12m/s2=0.195m/s2
因为匀变速直线运动中间时刻的速度等于该段时间的平均速度,所以
vB=xOD4T=0.04044×0.1m/s=0.101m/s
(2)本实验是利用重力的沿斜面向下的分量平衡摩擦力,所以平衡摩擦力时,让小车不受拉力时应做匀速运动。
(3)由图线可知,F等于零时,a不为零,可知图线不过原点的原因是平衡摩擦力过度,
故答案为:(1)0.195 0.101
(2)匀速;
(3)平衡摩擦过度。
(1)根据连续相等时间内的位移之差是一恒量,运用逐差法求出小车的加速度。利用匀变速直线运动中间时刻的速度等于该段时间的平均速度求出B点速度。
(2)平衡摩擦力时,小车应做匀速运动。
(3)根据F等于零,加速度不为零,分析图象不过原点的原因。
正确解答实验问题的前提是明确实验原理,从实验原理出发进行分析所需实验器材、实验步骤、所测数据等,会起到事半功倍的效果。
34.【答案】解:(1)自由落体5s内的位移为:h=12gt2=12×9.8×52m=122.5m,此即小球下落时离地面的高度。
(2)小球落地时速度大小为:v=gt=9.8×5m/s=49m/s
答:(1)小球下落时离地面的高度为122.5m;
(2)小球落地时的速度大小为49m/s。
【解析】用自由落体位移公式求下落时高度;用自由落体速度公式求落地时的速度。
本题考查了自由落体的规律,主要是熟记自由落体运动的位移和速度公式,注意自由落体运动的加速度a=g。
35.【答案】解:(1)画出受力如图所示,根据平衡条件运用合成法,
由几何知识得:FA=mgcos30°=503N
FB=mgsin30°=50 N;
(2)将A点移动到D点后画出受力如图所示,
运用合成法,由几何知识得:
FD=mg=100N;
答:(1)绳子OA、OB对应的拉力大小FA、FB分别为503N、50 N;
(2)将A点移动到D点,使得OD=OB,此时绳子OD对应的拉力大小为100N.
【解析】以结点O为研究对象,受力分析,运用合成法,由几何知识求出AO绳和OB绳的拉力.
本题悬绳固定的物体平衡问题,往往以结点为研究对象,正确分析受力,作出力图,即可由平衡条件求解.
36.【答案】解:由v−t图象可知:物体在前10s内的加速度为:a1=1010=1m/s2,
物体在10−30s内的加速度为:a2=0−1030−10=−0.5m/s2,
对物块进行受力分析,由牛顿第二定律可知:
F−μmg=ma1…①
F3−μmg=ma2…②
代入m和a1、a2可解得:
F=9N,μ=0.125
答:
(1)物体受到的水平拉力F的大小为9N;
(2)物体与地面间的动摩擦因数为0.125.
【解析】根据速度时间图线求出匀加速和匀减速运动的加速度,结合牛顿第二定律求出物体受到的水平拉力和物体与地面间的动摩擦因数.
本题考查了速度时间图线与牛顿第二定律的综合,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,知道图线的斜率表示加速度.
37.【答案】解:(1)旅行包无初速度地轻放在传送带的左端,先在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动,加速度a=μmgm=μg=0.2×10m/s2=2m/s2.
匀加速运动的时间t1=v0a=12s=0.5s
匀加速运动的位移x=12at12=12×2×0.52m=0.25 m
此后旅行包匀速运动,匀速运动的时间t2=L−xv0=4−0.251s=3.75s
所以旅行包从左端运动到右端所用时间t=t1+t2=4.25s.
(2)要使旅行包在传送带上运行时间最短,必须使旅行包在传送带上一直加速,
由v2=2aL得
v=2aL=2×2×4m/s=4m/s
即传送带速度必须大于或等于4 m/s
答:(1)旅行包经过4.25s到达传送带的右端.(2)若要旅行包从左端运动到右端所用时间最短,传送带速度的大小应大于或等于4 m/s.
【解析】(1)旅行包无初速度地轻放在传送带的左端,在传送带上先做匀加速直线运动,达到传送带速度后做匀速直线运动,结合运动学公式求出运动的总时间.
(3)当行李一直做匀加速直线运动时,所用时间最短,结合速度位移公式求出传送带对应的最小速率.
解决本题的关键知道旅行包在传送带上的运动规律,结合运动学公式和牛顿第二定律进行求解.
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