19-20学年云南省迪庆州香格里拉中学高一(上)期末物理试卷 (含答案解析)
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19-20学年云南省迪庆州香格里拉中学高一(上)期末物理试卷
一、单选题(本大题共10小题,共30.0分)
1.如图所示,两个相同的小物体P、Q静止在斜面上,P与Q之间的弹簧A
处于伸长状态,Q与挡板间的弹簧B处于压缩状态,则以下判断正确的是
()
A. 撤去弹簧A,物体P将下滑,物体Q将静止
B. 撤去弹簧A,弹簧B的弹力将变小
C. 撤去弹簧B,两个物体均保持静止
D. 撤去弹簧B,弹簧A的弹力将变小
2.一个物体自静止开始做加速度逐渐变大的加速直线运动,经过时间t,末速度为v t,则这段时间
内的位移()
A. x<v1t
2B. x=v1t
2
C. x>v1t
2
D. 无法确定
3.一质点从静止开始做匀加速运动.从开始运动起,通过连续三段位移所经历的时间依次为T、1.5T、
2T,则这三段位移的大小之比为()
A. 1:2:3
B. 4:21:56
C. 1:4:9
D. 1:8:27
4.如图所示,质量为M的物体,在水平外力F1和竖直外力F2的作用下沿粗糙竖直
墙壁向下做直线运动,已知物体与墙壁间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,
则物体所受摩擦力大小为()
A. F2+Mg
B. μMg
C. Mg−F2
D. μF1
5.如图所示,重力为G的小球用轻绳悬于O点,用力F拉住小球,使轻
绳保持偏离竖直方向60°角且不变,当F与竖直方向的夹角为θ时F最小,
则θ、F的值分别为()
A. 0°,G
B. 30°,√3
2G C. 60°,G D. 90°,1
2
G
6.质量为m的木块在推力F的作用下,在水平地面上做匀速运动。
已知木块与地面间的动摩擦因
数为μ,那么木块受到的滑动摩擦力为()
A. μmg
B. μFsinθ
C. μ(mg−Fsinθ)
D. Fcosθ
7.三个力F1、F2、F3恰好可围成一个封闭的直角三角形,在下列四个选项表示的情形中(如图),三
个力的合力最大的是()
A. B.
C. D.
8.小李讲了一个龟兔赛跑的故事:龟、免从同一地点出发,发令枪响后龟缓慢地向终点跑去,直
至到达终点,兔自恃跑得快,让龟跑了一段时间后才开始跑,当它超过龟后便在路旁睡起觉来,醒来一看,龟已接近终点了,于是便奋力追去,但最终还是让龟先到达了终点,据此,我们可以将龟兔赛跑的运动过程用x−t图象来表示,在下图中正确的是()
A. B. C. D.
9.如右图1所示,一个物体放在粗糙的水平地面上。
在t=0时刻,物体在水平力F作用下由静止
开始做直线运动。
在0到t0时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图2所示。
已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等。
则()
a0t0
A. 在0到t0时间内,合力的冲量大小为1
2
B. t0时刻,力F等于0
C. 在0到t0时间内力F大小恒定
D. 在0到t0时间内物体的动量逐渐变大
10.一质点做匀变速直线运动,加速度为2m/s2,则下列说法正确的是()
A. 质点的速度每秒增加2m/s
B. 质点的末速度比初速度大2m/s
C. 质点第2s初速度比第1s末的速度大2m/s
D. 质点的速度每秒变化2m/s
二、多选题(本大题共4小题,共16.0分)
11.关于加速度,下列说法正确的是()
A. 加速度是描述速度变化的物理量
B. 速度的变化率就是加速度
C. 加速度的方向总与速度的方向相同
D. 加速度的方向总与速度变化量的方向相同
12.如图所示,蹦床运动员从最高点由静止下落,到接触床面,直至下降到最低
点的过程中,不计空气阻力,则()
A. 从最高点到接触床面前,运动员做自由落体运动
B. 从最高点到接触床面前,运动员处于完全失重状态
C. 当刚接触蹦床时,运动员的速度最大
D. 从接触床面到下降到最低点的过程中,运动员处于先失重后超重状态
13.某物体沿一直线运动,其v−t图象如图所示,则下列说法中正确的
是()
A. 第2s内和第3s内速度方向相反
B. 第2s内和第3s内的加速度方向相反
C. 第3s内速度方向与加速度方向相反
D. 第5s内速度方向与加速度方向相反
14.如图所示,汽车从A点由静止开始沿直线ABC行驶,先匀加速
运动,第4s末通过B点时速度最大,再经6s匀减速到达C点停止。
已知AC长为30m,则下列说法正确的是()
A. 汽车在AB段与BC段平均速度相同
B. 加速和减速过程加速度大小之比为2:3
C. 通过B点时速度大小为6m/s
D. AB段位移为12m
三、实验题(本大题共2小题,共15.0分)
15.某同学用图甲所示装置测定重力加速度(已知打点频率为50Hz).
(1)实验时下面步骤的先后顺序是________.
A. 释放纸带
B. 打开打点计时器
(2)打出的纸带如图乙所示,可以判断实验时重物连接在纸带的________(选填“左”或“右”)
端.
(3)已知纸带上记录的点为打点计时器打的点,所测得的重力加速度大小为________m/s2.(结果
保留三位有效数字)
(4)若当地的重力加速度数值为9.8m/s2,请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原
因:_________________。
16.在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的总质量用M
表示,所挂钩码的总质量用m表示,小车的加速度a可由打点计时器在纸带上的打点信息测量并计算出来.
(1)当M与m的大小关系满足M________m时,才可近似认为绳对小车的拉力大小等于所挂钩
码的重力mg;
(2)在探究加速度与质量的关系时,保持钩码的质量m一定,改变小车及车中砝码的总质量M,
测出相应的加速度.如果采用图象法处理数据,为了比较直观地反映加速度a与质量M的关系,应该画出a与________(填“M”或者“1
”)的关系图象;
M
(3)在探究加速度a与合力F的关系时,甲同学根据测量数据做出的a—F图线如图(A)所示,说
明实验中存在的主要问题是:________;
(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a—F图线,如图(B)所示,两个同学做实
验时取值不同的物理量是:________;(选填“m”或“M”)
(5)下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,相邻两
计数点间还有4个打点(图中未标出),相邻计数点的间距分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7,测得点距如图所示.已知实验电源的频率为f,则根据逐差法导出计算小车加速度的表达式为a=________,根据图中数据并取f=50Hz,则可得出a=________m/s2(保留3位有效数字).
四、计算题(本大题共4小题,共40.0分)
17.一物体在冰面上做匀减速直线运动直到停止,已知最初3s和最后3s内所通过的位移分别为
16.5m和4.5m,
求:(1)物体在冰面上滑行的加速度大小;
(2)物体在冰面上滑行的总时间;
(3)物体在冰面上滑行的总路程.
18.在平直公路上,以2m/s匀速行驶的自行车与以10m/s行驶的一辆汽车同向行驶,某时刻同时经
过A点,以后汽车以a=0.5m/s2开始减速,问:
(1)汽车经过多少秒停下?
(2)汽车停下时,两车相距多远?
(3)经过多少时间自行车追上汽车?
19.如图所示,木板AB倾斜放置,倾角为30°,物块放在斜面上处于静止状态,将木板绕A端在竖
直面内沿逆时针方向缓慢转动,当倾角为37°时物块刚好要向下滑动,此时再给物块施加一个斜向右上、与斜面夹角也为37°的拉力,物块刚好要向上滑动,拉力的大小为24N,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)物块与斜面间的动摩擦因数;
(2)物块质量大小。
20.如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°固定斜面上,对物体施以斜面向上的拉
力F,t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v−t图象如图乙,g=10m/s2,试求:
(1)物体与斜面的摩擦因数μ;
(1)拉力F所做的功W;
(2)0到4s物体的位移x。
-------- 答案与解析 --------
1.答案:C
解析:
将重力按效果分解为平行于斜面的下滑分力和垂直于斜面的压力,由于物体均静止,则对P、Q受力分析,根据平衡条件分析。
本题考查了弹力和摩擦力的产生及其方向,根据受力情况解决问题,关键是摩擦力的方向问题。
A.撤去之前弹簧A处于拉伸状态,弹簧B处于压缩状态,P受重力、弹簧A的拉力、支持力、可能受到静摩擦力,Q物体受到重力、弹簧A沿斜面向下的弹力、支持力和弹簧B沿斜面向下的弹力,则物体Q还会受到沿斜面向上的摩擦力,当撤去弹簧A时,物体Q仍静止,则弹簧B的弹力保持不变,但P物体的运动情况不确定,必须比较重力的下滑分力与摩擦力的大小关系,当撤去弹簧B时,两物体仍静止,则弹簧A的弹力不变,故C正确,ABD错误。
故选C。
2.答案:A
解析:解:加速度逐渐增大的加速运动和匀加速直线运动的速度时间图线如图,从图中可以看出,
t,所以匀加速直线运动的位移大于加速度逐渐增大的加速运动位移,匀加速直线运动的位移x′=v1
2
x<v1t
.
2
故选:A。
在v−t图线中,图线与时间轴所围成的面积表示位移,根据速度时间图线比较匀
加速直线运动和加速度逐渐增大的直线运动的位移.
本题用速度时间图线解决比较方便,知道速度时间图线与时间轴所围成的面积表示位移.
3.答案:B
解析:解:解:物体通过的第一段位移为x1=1
2
aT2;又前2.5T的位移减去前T的位移就等于第二段的位移
故物体通过的第二段位移为x2=1
2a(2.5T)2−1
2
aT2=21
8
aT2;
又前4.5T的位移减去前2.5T的位移就等于第三段的位移
故物体通过的第三段位移为x3=1
2a(4.5T)2−1
2
a(2.5T)2=7aT2;
故x1:x2:x3=4:21:56
故选:B.
要求连续的时间不等的三段时间内的位移之比,就要分别求出这三段时间内得位移,要求这三段位移,可以先求第一段的位移,再求前两段的位移,再求前三段的位移,前两段的位移减去第一段的位移,就等于第二段的位移,前三段的位移减去前两段的位移就等于第三段的位移;
对于初速度为零的匀加速直线运动,位移公式较为简单;故本题求解第二段和第三段位移的方法十分重要,要注意学习和积累,并能灵活应用.
4.答案:D
解析:
对物体受力分析,若处于平衡,则可由共点力的平衡条件可得出摩擦力的大小;同时由滑动摩擦力的公式可求得物体所受到的摩擦力。
本题的关键是对滑块受力分析后根据共点力平衡条件求出摩擦力或者根据滑动摩擦力的公式求解;注意公式中的正压力为垂直于接触面的压力,注意M是否是处于平衡状态,是解题的关键。
AC.对M受力分析可知,M受重力、压力、支持力及向上的推力;假如M做向下匀速直线运动,则可由共点力的平衡可知,F2=Mg+f,故f=F2−Mg。
由于做的直线运动,不肯定是匀速直线运动,故A、C错误;
BD.物体受到的为滑动摩擦力,则f=μF N=μF1,故D正确,B错误。
故选D。
5.答案:B
解析:
小球始终处于平衡状态,合力为零,根据共点力平衡,抓住重力不变,细绳的拉力方向不变,运用作图法求出F有最小值时的θ值。
如图所示,小球受三个力而处于平衡状态,重力mg的大小和方向都不变,绳子拉
力T方向不变,因为绳子拉力T和外力F的合力等于重力,通过作图法知,当F的方向与绳子方向
G,故B正确。
垂直时,由于垂线段最短,所以F最小,则由几何知识得θ=30°,F=√3
2
故选B。
6.答案:D
解析:
对物体受力分析,由水平和竖直方向和滑动摩擦力的公式分别列方程求解即可。
物体匀速运动,说明物体是处于受力平衡状态,由水平和竖直方向的平衡条件分别列方程,加上滑动摩擦力的公式,就能求出滑动摩擦力的大小。
由于物体做匀速运动,对物体受力分析,根据平衡条件,有:
水平方向:Fcosθ=f
竖直方向:F N=mg+Fsinθ
滑动摩擦力:f=μF N=μ(mg+Fsinθ)
解得:f=μ(mg+Fsinθ)=Fcosθ。
故选D。
7.答案:C
解析:
三力合成时,可以先把其中的两个力合成,然后再与第三个力合成即可,若三个力组成首尾相连的三角形,则其合力为零,因此根据矢量合成发展可正确解答本题。
平行四边形法则是矢量的合成发展,要熟练掌握,正确应用,在平时训练中不断加强练习。
根据矢量合成法则可知,A图中三力合力为2F1,B图中合力为零,C图中合力为2F2,D图中合力为2F3,因此C图中三力的合力最大,故ABD错误,C正确。
故选C。
8.答案:C
解析:解:根据题目的叙述,龟的位移从零开始,并一直是匀速直线运动,兔子先是静止的,所以首先的一段是水平的直线,然后是匀速直线运动,并且速度的要比龟的快,从图象来看就是斜率要比龟的大,追上龟之后,兔子又在路旁睡觉,所以图象还是水平的直线,最后再去追龟,但是没追上,所以最后龟的位移要比兔子的大。
故选:C。
在x−t图象中水平线表示物体处于静止状态,倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,根据兔子的运动过程分析可以得出结果.
明确x−t图象中水平直线和倾斜直线的含义,掌握好这些本题就不难解决了.
9.答案:D
解析:解:A、合力F合=ma是变力,其平均作用力为ma0
2,则合力的冲量大小为1
2
ma0t0,则A错误
B、t0时刻,力F合等于0,F等于摩擦力,则B错误
C、在0到t0时间内力F大小变小,则C错误
D、在0到t0时间内物体做加速运动,物体的动量逐渐变大,则D正确
故选:D。
由图2可知,加速度随时间逐渐减小,方向不变,所以加速度方向始终与速度方向相同,物体做加速运动,当加速度减为零时,速度最大。
本题主要考查了速度与加速度的关系,要求同学们能根据加速度图象得出有效信息,难度不大,属于基础题。
10.答案:D
解析:
解决本题的关键掌握加速度的定义,它表示单位时间内速度的变化量,即在数值上等于速度变化率的大小.
AD.根据加速度的定义a=Δv
Δt
可知Δv=aΔt,则质点的速度每秒的改变量为2m/s,但不知道初速度和加速度的方向关系,可能是加速或减速,故A错误,D正确;
B.末速度与初速度的关系v2=v1+at,由加速度、时间、加速或减速共同决定,故B错误;
C.第2s初和第1s末为同一时刻,瞬时速度相同,故C错误。
故选D。
11.答案:BD
解析:解:A、加速度是描述速度变化快慢的物理量,所以A错误。
B、加速度是单位时间内速度的变化,表示速度的变化率,所以B正确。
C、加速度的方向永远与速度的变化方向相同,可能与速度方向相同,也可能相反,所以C错误,D 正确。
故选:BD。
加速度是描述速度变化快慢∫速度大表示速度变化快,加速度小表示速度变化慢.
本题关键要掌握速度和加速度的物理意义,并抓住两者无关的特点,即可作出正确的判断.对于它们之间的关系,也可以通过举例来说明.
12.答案:ABD
解析:
明确运动员的运动过程,知道运动员在空中时做自由落体运动;当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度;当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度;如果没有压力了,那么就是处于完全失重状态,此时向下加速度的大小为重力加速度g。
本题主要考查了对超重失重现象的理解,人处于超重或失重状态时,人的重力并没变,只是对悬挂物的拉力和支持物的压力变了。
AB.从最高点到接触床面前,运动员只受重力,做自由落体运动,加速度为g方向向下,故为完全失重状态,故AB正确;
CD.运动员刚接触床面时重力大于弹力,运动员向下做加速运动,运动员处于失重状态;随床面的形变的增大,弹力逐渐增大,弹力大于重力时,运动员做减速运动,运动员处于超重状态.故当弹力等于重力时运动员的速度最大,故C错误,D正确。
故选ABD。
13.答案:BCD
解析:解:A 、第2s 内和第3s 内速度都为正值,速度方向相同。
故A 错误。
B 、第2s 内和第3s 内图线的斜率一正一负,加速度方向相反。
故B 正确。
C 、第3s 内做匀减速直线运动,速度方向和加速度方向相反。
故C 正确。
D 、第5s 内反向做匀减速直线运动,加速度方向与速度方向相反。
故D 正确。
故选:BCD 。
速度时间图线中速度的正负表示运动的方向,图线的斜率表示加速度. 解决本题的关键理清速度时间图线的物理意义,知道图线斜率表示的含义.
14.答案:ACD
解析:
平均速度根据公式v .
=
v 0+v 2
分析。
由加速度的定义式a =
Δv Δt
求加速度大小之比。
由位移等于平均速度
与时间的乘积求B 点时速度大小,并求得AB 段位移。
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。
也可以通过作出v −t 图象来解答。
A .设汽车通过
B 点的速度为v ,则汽车在AB 段与B
C 段平均速度分别为v 1=0+v 2
=v 2,v 2=
v+02
=v
2,
则v 1=v 2,故A 正确;
B .加速和减速过程加速度大小之比为a 1:a 2=v t 1:v
t 2=t 2:t 1=3:2,故B 错误;
C .根据x AC =v
2t 1+v
2t 2,得v =2x AC
t
1+t 2
=6m/s ,故C 正确;
D .AB 段位移为x AB =v
2
t 1=62
×4m =12m ,故D 正确。
故选ACD 。
15.答案:(1)BA ;(2)左;(3) 9.75;(4)重物受到空气阻力
解析:
本题是利用自由落体运动测定重力加速度。
注意打点计时器的使用方法,能熟练根据匀变速直线运动的公式求解加速度,要知道实验过程中重物受到空气阻力和限位孔与纸带间的摩擦阻力等作用对实验结果的影响。
(1)为保证打点稳定,要先接通电源,后释放纸带; (2)点迹左密右疏,说明打左边点时速度小;
(3)物体做匀加速直线运动,加速度可由匀变速运动的规律:Δx=at2求出;
(4)重物下落过程中受到空气阻力,影响实验结果。
(1)为增加打点的个数,要先接通电源,后释放纸带;故为BA;
(2)点迹左密右疏,说明打左边点时速度小,故是先打左边点,故重物连接在纸带的左端;
(3)设AC两点间的位移为x1,CE两点间的位移为x2
由匀变速运动的规律:Δx=aT2得:
a=x2−x1
T2=(12.52−7.05−7.05+3.14)×10−2
0.042
m/s2=9.75m/s2;
(4)测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因是重物下落过程受到空气阻力。
故答案为:(1)BA;(2)左;(3)9.75;(4)重物受到空气阻力。
16.答案:(1)M≫m;
(2)1
M
;
(3)平衡摩擦力时木板倾角过大;
(4)M;
(5)(x5+x6+x7)−(x2+x3+x4)
225·f2或(x5+x6+x7)−(x1+x2+x3)
300
·f2;0.497
解析:
解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,尤其是理解
平衡摩擦力和M>>m的操作和要求的含义。
只要掌握了实验原理就能顺利解决此类题目,就能举
一反三,所以要注意基本原理的学习。
(1)要求在什么情况下才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力,需求出绳子的拉力,而要求绳子的拉力,应先以整体为研究对象求出整体的加速度,再以M为研究对象求出绳子的拉力,通过比较绳对小车的拉力大小和盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有m<<M时才可以认为绳
对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。
(2)反比例函数图象是曲线,而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系;正比例函数图象是过坐标原点的一条直线,就比较容易判定自变量和因变量之间的关系。
(3)图中没有拉力时就产生了加速度,说明平衡摩擦力时木板倾角过大。
(4)a−F图象的斜率等于物体的质量,故斜率不同则物体的质量不同。
(5)根据逐差法可以算出小车的加速度。
(1)以整体为研究对象有mg =(m +M)a ,解得:a =mg
M+m
,以M 为研究对象有绳子的拉力F =Ma =Mmg M+m
=
mg 1+
m
M
,
显然要有F =mg 必有m +M =M ,故有M >>m ,即只有M >>m 时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。
(2)根据牛顿第二定律得:a =1
M F ,在F 一定时,a 与1
M 成正比,为方便实验数据处理,使作出的图象直观,应作出a −1
M 图中;
(3)由图2A 所示a −F 图象可知,F =0时已经产生加速度,说明小车受到的合力大于细线的拉力,这是由于平衡摩擦力过大造成的。
(4)由牛顿第二定律得:a =1
M F ,由图2B 所示图象可知,两图象的斜率不同,则1
M 不同,即两小车的质量M 不同。
(5)相邻两计数点间还有4个打点,根据逐差法导出计算小车加速度的表达式为 a =
(x 5+x 6+x 7)−(x 2+x 3+x 4)
225
·f 2或a =
(x 5+x 6+x 7)−(x 1+x 2+x 3)
300
·f 2,f =50Hz ,代入可得:
a =
(x 5+x 6+x 7)−(x 2+x 3+x 4)225
·f 2
=(4.37+3.88+3.39−2.88−2.40−1.89)×10−2225
×502m/s 2
≈0.497m/s 2。
故答案为:(1)M ≫m ; (2)1
M ;
(3)平衡摩擦力时木板倾角过大 ; (4)M ;(5)a =
(x 5+x 6+x 7)−(x 2+x 3+x 4)
225
·f 2或a =
(x 5+x 6+x 7)−(x 1+x 2+x 3)
300
·f 2;0.497。
17.答案:解:(1)设加速度的大小为a.将物体的运动等效看成沿相反方向的初速度为零的匀加速运
动.对于最后3s ,则有:
s 1=1
2at 12
而t 1=3s ,s 1=4.5m , 代入解得:a =
2s 1
t 1
2=
2×4.532
=1m/s 2
(2)最初3s 物体的平均速度v =s
2t 2
=
16.53
=5.5m/s
此平均速度等于这段时间中点时刻即1.5s末的瞬时速度v,所以物体在冰面上滑行的总时间
t=t2
2+v
a
=3
2
+5.5
1
=7s
(3)物体在冰面上滑行的总路程s
总=1
2
at2=1
2
×1×72m=24.5m
答:
(1)物体在冰面上滑行的加速度的大小是1m/s2.
(2)物体在冰面上滑行的总时间是7s.
(3)物体在冰面上滑行的总路程24.5m.
解析:(1)将物体的运动看成沿相反方向的初速度为零的匀加速运动,由最后3s的位移,求出加速度.
(2)由最初3s内的位移求出平均速度,得到最初1.5s末的瞬时速度,即可求得物体在冰面上滑行的总时间.
(3)由位移公式求解总路程.
本题运用逆向思维,将匀减速运动看成沿相反方向的加速度大小相等的匀加速运动,也可以作出速度图象进行分析.
18.答案:解:(1)设汽车经过t0时间停止运动,则t0=△v
a =0−10
−0.5
=20s,
(2)汽车停下时,自行车的位移x1=v1t0=2×20=40m,
汽车的位移x2=0−v22
2a =100
1
=100m,
所以汽车停下时,两车的距离△x=x2−x1=100−40=60m
(3)20s后汽车停止运动,自行车仍做匀速运动,设再经过时间t,自行车追上汽车,则
t=△x
v1=60
2
=30s
则总时间t总=t0+t=20+30=50s
答:(1)汽车经过20秒停下;
(2)汽车停下时,两车相距60m;
(3)经过50s时间自行车追上汽车.
解析:(1)根据匀减速直线运动速度时间公式即可求解;
(2)根据运动学基本公式求出自行车和汽车的位移,两者之差即为相距的距离;
(3)抓住位移相等,结合运动学公式求出追上的时间.
本题属于运动学中的追及问题,关键抓住位移相等,结合位移公式进行求解,知道汽车速度为零后就停止运动,难度不大,属于基础题.
19.答案:解:(1)当木板的倾角为37°时物块刚好要下滑
对物块由平衡条件得:mgsin37°=μmgcos37°
解得:μ=0.75
(2)由题意沿斜面方向有:Fcos37°=f+mgsin37°
垂直斜面方向:Fsin37°+N=mgcos37°
又f=μN
联立解得:m=2.5kg
答:(1)物块与斜面间的动摩擦因数是0.75;
(2)物块质量大小是2.5kg。
解析:本题考查了物体的平衡条件的应用,对物块受力分析,采用合成法或正交分解法列平衡方程求解的采用的思路。
(1)木板的倾角为37°时物块刚好要下滑,受力分析由平衡条件列式可求得物块与斜面间的动摩擦因数;
(2)施加力F后,对物块受力分析,分别在沿斜面方向和垂直斜面方向列平衡条件,联立求解可得物块质量大小。
20.答案:解:(1)撤去力F,由牛顿第二定律有:mgsinθ+μmgcosθ=ma2
由图可知:a2=10m/s2
解得:μ=0.5
(2)设F作用时的加速度大小为a1,由图象知:a1=20m/s2 t1=1s时的位移:x1=10m
由牛顿第二定律可知:F−mgsinθ−μmgcosθ=ma1
拉力F所做的功W=Fx1
解得:W=300J
(3)设撤去F后物体运动到最高点的时间为t2
由速度公式得:v m=a2t2
解得:t2=2s
a2t22
发生的位移:x2=1
2
物体沿斜面下滑的时间为:t3=t−t1−t2=1s
设下滑的加速度为a3,由牛顿第二定律得:mgsinθ−μmgcosθ=ma3
a3t32
下滑发生的位移:x3=1
2
0到4s物体的位移:x=x1+x2−x3
联立解得:x=29m
答:(1)物体与斜面的摩擦因数是0.5;
(1)拉力F所做的功是300J;
(2)0到4s物体的位移是29m。
解析:(1)由图象得出减速上升过程的加速度,撤去力F,由牛顿第二定律可求得摩擦因数;(2)由图象得出加速上升过程的加速度和位移,然后根据牛顿第二定律列方程求解拉力;根据功的公式求得拉力F所做的功;
(3)由速度公式求出减速上升过程的时间,由位移公式求出减速上升过程的位移,由牛顿第二定律求出下滑的加速度,由位移公式求出下滑的位移,则0到4s物体的位移可解;
本题关键受力分析后,根据牛顿第二定律,运用正交分解法求解出各个运动过程的加速度,然后结合运动学公式列式求解。