2014-2015学年湖北省襄阳市高一(下)期末物理试卷(解析版)
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2014-2015学年湖北省襄阳市高一(下)期末物理试卷
一、选择题(共10小题,每小题4分,满分40分)
1.(4分)物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了人类文明的进步,关于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识,下列说法中正确的是()
A.亚里士多德首先提出了惯性的概念
B.伽利略对自由落体运动研究方法的核心是:把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法
C.牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石,牛顿的三条运动定律都能通过现代的实验手段直接验证
D.力的单位“N“是基本单位,加速度的单位“m/s2”是导出单位
2.(4分)如图为一质点运动的位移随时间变化的图象,图象是一条抛物线,方程为x=﹣5t2+40t,下列说法正确的是()
A.质点的加速度大小是5m/s2
B.质点做匀减速运动,t=8s时质点离出发点最远
C.质点的初速度大小是20m/s
D.t=4s时,质点的速度为零
3.(4分)如图所示,A、B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑.系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,下列说法中正确的是()
A.在细线被烧断的瞬间,两个小球的加速度均沿斜面向下,大小均为gsinθB.在细线被烧断的瞬间,A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为gsinθ
C.在细线被烧断后的一小段时间内(弹簧仍拉伸),A球的加速度大于B球的加速度
D.在细线被烧断后的一小段时间内(弹簧仍拉伸),A球的加速度等于B球的加速度
4.(4分)如图所示,两块放在一起的物块a和b,质量分别为m a和m b.放在水平的光滑桌面上,现同时给它们施加方向如图所示的推力F a和拉力F b,且二者没有分离,已知F a>F b,则a对b的作用力()
A.必为推力
B.必为拉力
C.大小为
D.大小不可能为零
5.(4分)如图所示,从A、B、C三个不同的位置向右分别以V A、V B、V C的水平初速度抛出三个小球A、B、C,其中A、B在同一竖直线上,B、C在同一水平线上,三个小球均同时落在地面上的D点,不计空气阻力.则必须()
A.先同时抛出B、C两球,且V A>V B>V C
B.先同时抛出A、B两球,且V A<V B<V C
C.后同时抛出A、B两球,且V A>V B>V C
D.后同时抛出B、C两球,且V A<V B<V C
6.(4分)质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时,引力势能可表示为E p=﹣,其中G为引力常量,M为地球质量.已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g.某卫星原来在半径为r l的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为r2,则此过程中因摩擦而产生的热量为()
A.mgR2(﹣)B.mgR2(﹣)C.(﹣)
D.(﹣)
7.(4分)下列关于运动物体所受合外力做的功和动能变化的关系正确的是()
A.如果物体所受合外力为零,则合外力对物体做的功一定为零
B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零
C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化
D.物体的动能不变,所受合外力可能不为零
8.(4分)如图所示是发射同步卫星的原理:先将卫星送入近地圆轨道Ⅰ,在近地点A加速使卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动,在远地点B再一次加速使卫星进入圆形同步轨道Ⅲ运动.设地球半径为R,地球表面附近重力加速度为g0.下列判断正确的是()
A.卫星在轨道Ⅲ上运动的速率大于在轨道Ⅰ上运动的速率
B.卫星在轨道Ⅰ上的运动速率约为v=
C.卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动时,在B点的速率小于在A点的速率
D.卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动时,在B点的加速度大于在A点的加速度
9.(4分)某研究性学习小组用加速度传感器探究物体从静止开始做直线运动的规律,得到了质量为1.0kg的物体运动的加速度随时间变化的关系图线,如图所示.由图可以得出()
A.从t=4.0s到t=6.0s的时间内物体做匀减速直线运动
B.从t=2.0s到t=6.0s的时间内物体所受合外力保持不变
C.在t=10.0s时的速度大小约为6.8m/s
D.从t=10.0s到t=12.0s的时间内合外力对物体做的功约为7.3J
10.(4分)如图所示,一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,初始时刻小球静止于P点,第一次小球在水平拉力F作用下,从P点缓慢地移动到Q 点,此时轻绳与竖直方向夹角为θ,张力大小为T1,第二次在水平恒力F′作用下,从P点开始运动并恰好能到达Q点,至Q点时轻绳中的张力大小为T2,不计空气阻力,重力加速度为g,关于这两个过程,下列说法中正确的是()
A.两个过程中,轻绳的张力均变大
B.第一个过程中,拉力F在逐渐变大,且最大值一定大于F′
C.T1=,T2=mg
D.第二个过程中,重力和水平恒力F′的合力的功率先增大后减小
二、实验题(本大题共2小题,共14分)
11.(6分)在研究物体做平抛运动时,应通过多次实验确定若干个点,描绘出平抛运动的轨迹。
①在实验中的下列操作正确的是。
A.实验中所用斜槽末端的切线必须调到水平
B.每次实验中小球必须由静止释放,初始位置不必相同
C.每次实验小球必须从斜槽的同一位置由静止释放,所用斜槽不必光滑D.在实验之前,须先用直尺在纸上确定y轴方向
②实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图中y﹣x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是。
12.如图甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.有一直径为d、质量为m的金属小球由A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得A、B间的距离为H(H>>d),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g.则:
(1)如图乙所示,用刻度尺测得小球的直径d=mm.
(2)多次改变高度H,重复上述实验,作出随H的变化图象如图丙所示,当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式:(用t0、H0、g、d表示,四个量均取国际单位)时,可判断小球下落过程中机械能守恒.
(3)实验中发现动能增加量△E K总是稍小于重力势能减少量△E P,增加下落高度后,则△E p﹣△E k将(选填“增加”、“减小”或“不变”).
三、计算题(本题共4小题,共46分.解应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出计算结果的不得分)
13.(10分)如图所示,质量为m1=2kg的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲、乙均处于静止状态.已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)轻绳OA、OB受到的拉力;
(2)物体乙受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体乙的质量m2至少为多少?
14.(10分)一根长为L的均匀细杆OA可以绕水平轴O在竖直平面内转动.杆最初在水平位置,杆上距O点L处放一小物体m(可视为质点),杆与小物体最初处于静止状态,如图所示.若此杆突然以角速度ω绕轴O顺时针匀速转动,问ω取什么值时,杆OA与小物体可再次相碰?已知重力加速度为g.
15.(12分)如图a所示,一倾角为37°的传输带以恒定的速度运行.现将一质量m=2kg的小物体某一初速度放上传送带,物体相对地面的速度﹣时间图象如图b所示,取沿着传输带向上为正方向,(已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.)求:
(1)0﹣10s内物体的对地位移;
(2)物体与传输带间的动摩擦因数;
(3)0﹣10s内由于摩擦而产生的热量Q.
16.(14分)如图所示,竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R,圆心为O,下端与绝缘水平轨道在B点平滑连接.一质量为m的物块(可视为质点),置于水平轨道上的A点.已知A、B两点间的距离为L,物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.
(1)若物块能到达的最高点是半圆形轨道上与圆心O等高的C点,则物块在A 点水平向左运动的初速度应为多大?
(2)若对物块始终施加水平向左的恒力F=μmg,并将其从A点由静止释放,且运动过程始终不脱离轨道,求物块第2n(n=1、2、3、…)次经过B点时的速度大小.
2014-2015学年湖北省襄阳市高一(下)期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,每小题4分,满分40分)
1.(4分)物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了人类文明的进步,关于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识,下列说法中正确的是()
A.亚里士多德首先提出了惯性的概念
B.伽利略对自由落体运动研究方法的核心是:把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法
C.牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石,牛顿的三条运动定律都能通过现代的实验手段直接验证
D.力的单位“N“是基本单位,加速度的单位“m/s2”是导出单位
【解答】解:A、伽利略首先提出了惯性的概念,故A错误;
B、伽利略对自由落体运动研究方法的核心是:把实验和逻辑推理(包括数学演算)结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法,故B正确;
C、牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石,因为牛顿定律的内容是在物体不受任何外力的作用下,而现实生活中没有不受任何外力的物体,所以牛顿第一定律是在实验的基础上,结合推理得出来的。
故C错误;
D、力的单位“N“不是基本单位,加速度的单位“m/s2”是导出单位,故D错误;故选:B。
2.(4分)如图为一质点运动的位移随时间变化的图象,图象是一条抛物线,方程为x=﹣5t2+40t,下列说法正确的是()
A.质点的加速度大小是5m/s2
B.质点做匀减速运动,t=8s时质点离出发点最远
C.质点的初速度大小是20m/s
D.t=4s时,质点的速度为零
【解答】解:A、图象上的任意一点表示该时刻的位置坐标,在时间轴上方,位置坐标为正数,在时间轴下方,位置坐标为负数,即图象中的坐标不是正数就是负数,所有点在同一条直线上,所以位移时间图象仅描述直线运动,又由于图线是一条抛物线,方程为x=﹣5t2+40t,把它与位移时间关系式:x=v0t+at2相比较,对应的未知数前面常数相同,可以得到:v0=40m/s,a=﹣10m/s2,即物体做初速度为40m/s,加速度为﹣10m/s2的匀变速直线运动;由图可以看到,t=4s时质点离出发点最远,故ABC错误。
D、由于在位移﹣时间图象的斜率表示该时刻的速度,所以t=4s时,质点的速度为零,故D正确。
故选:D。
3.(4分)如图所示,A、B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为θ的斜面光滑.系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,下列说法中正确的是()
A.在细线被烧断的瞬间,两个小球的加速度均沿斜面向下,大小均为gsinθB.在细线被烧断的瞬间,A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为gsinθ
C.在细线被烧断后的一小段时间内(弹簧仍拉伸),A球的加速度大于B球的加速度
D.在细线被烧断后的一小段时间内(弹簧仍拉伸),A球的加速度等于B球的加速度
【解答】解:A、设两球的质量均为m。
在细线烧断前,以B球为研究对象,根据平衡条件得到弹簧的弹力F=mgsinθ,
在细线被烧断的瞬间,弹簧的弹力没有变化,则B球的受力情况没有变化,瞬时加速度为零,
而此瞬间A球所受的合力大小为F+mgsinθ=2mgsinθ,方向沿斜面向下,
根据牛顿第二定律得,A球的加速度大小为a A==2gsinθ,方向沿斜面向下。
故AB错误;
C、D、在细线被烧断后的一小段时间内(弹簧仍拉伸),A受沿斜面向下的拉力,与重力的分力之和提供加速度;B受沿斜面向上的拉力,与重力沿斜面的分力之差提供加速度,故a A>a B,故C正确,D错误
故选:C。
4.(4分)如图所示,两块放在一起的物块a和b,质量分别为m a和m b.放在水平的光滑桌面上,现同时给它们施加方向如图所示的推力F a和拉力F b,且二者没有分离,已知F a>F b,则a对b的作用力()
A.必为推力
B.必为拉力
C.大小为
D.大小不可能为零
【解答】解:设向左为正方向;以a、b组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律可得:
a=,方向向左,
设b对a的作用力为N,对a,由牛顿第二定律可得:F a+N=m a a,
解得:N=,
因只有F a>F b,则有:
若m a F a>m a F b;则N的方向向左,则b对a的作用力为拉力;
若m a F a=m a F b则作用力为零;
若m a F a<m a F b则N的方向向右;为推力;故只有C正确;
故选:C。
5.(4分)如图所示,从A、B、C三个不同的位置向右分别以V A、V B、V C的水平初速度抛出三个小球A、B、C,其中A、B在同一竖直线上,B、C在同一水平线上,三个小球均同时落在地面上的D点,不计空气阻力.则必须()
A.先同时抛出B、C两球,且V A>V B>V C
B.先同时抛出A、B两球,且V A<V B<V C
C.后同时抛出A、B两球,且V A>V B>V C
D.后同时抛出B、C两球,且V A<V B<V C
【解答】解:B、C的高度相同,大于A的高度,根据h=,t=知,B、C的运动时间相等,大于A的时间,可知BC两球同时抛出,A后抛出。
A、B的水平位移相等,则根据x=v0t得知,A的初速度大于B的初速度,B的水平位移大于C的水平位移,根据x=v0t得知,B的初速度大于C的初速度,即v A >v B>v C.故A正确,
B、
C、D错误。
故选:A。
6.(4分)质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时,引力势能可表示为E p=﹣,其中G为引力常量,M为地球质量.已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g.某卫星原来在半径为r l的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为r2,则此过程中因摩擦而产生的热量为()
A.mgR2(﹣)B.mgR2(﹣)C.(﹣)
D.(﹣)
【解答】解:卫星做匀速圆周运动,由地球的万有引力提供向心力,即,
则轨道半径为r1时:,依题意其引力势能为,
轨道半径为r2时:,引力势能为,
设摩擦而产生的热量为Q,根据能量守恒定律得:
联立得:Q=(﹣),故C正确。
故选:C。
7.(4分)下列关于运动物体所受合外力做的功和动能变化的关系正确的是()
A.如果物体所受合外力为零,则合外力对物体做的功一定为零
B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零
C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化
D.物体的动能不变,所受合外力可能不为零
【解答】解:A、如果物体所受的合外力为零,根据W=FS得,那么外力对物体做的总功一定为零;A选项正确;
B、如果合外力做的功为零,但合外力不一定为零。
可能物体的合外力和运动方向垂直而不做功,B选项错误;
C、物体做变速运动可能是速度方向变化而速度大小不变。
所以,做变速运动的物体,动能可能不变,C选项错误;
D、物体动能不变,只能说合外力不做功,但合外力不一定为零,D选项错误。
故选:A。
8.(4分)如图所示是发射同步卫星的原理:先将卫星送入近地圆轨道Ⅰ,在近
地点A加速使卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动,在远地点B再一次加速使卫星进入圆形同步轨道Ⅲ运动.设地球半径为R,地球表面附近重力加速度为g0.下列判断正确的是()
A.卫星在轨道Ⅲ上运动的速率大于在轨道Ⅰ上运动的速率
B.卫星在轨道Ⅰ上的运动速率约为v=
C.卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动时,在B点的速率小于在A点的速率
D.卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动时,在B点的加速度大于在A点的加速度
【解答】解:A、根据卫星圆轨道的环绕速度公式v=,卫星越高越慢,故卫星在轨道Ⅲ上运动的速率小于在轨道Ⅰ上运动的速率,故A错误;
B、卫星在轨道Ⅰ上运行时,重力提供向心力,故:
mg0=m
解得:
故B正确;
C、卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动时,机械能守恒,越高势能越大、动能越小,故在B 点的速率小于在A点的速率,故C正确;
D、卫星沿椭圆轨道Ⅱ运动时,在B点的万有引力小于在A点的万有引力,故在B点的加速度小于在A点的加速度,故D错误;
故选:BC。
9.(4分)某研究性学习小组用加速度传感器探究物体从静止开始做直线运动的规律,得到了质量为1.0kg的物体运动的加速度随时间变化的关系图线,如图所示.由图可以得出()
A.从t=4.0s到t=6.0s的时间内物体做匀减速直线运动
B.从t=2.0s到t=6.0s的时间内物体所受合外力保持不变
C.在t=10.0s时的速度大小约为6.8m/s
D.从t=10.0s到t=12.0s的时间内合外力对物体做的功约为7.3J
【解答】解:A、从t=4.0s到t=6.0的时间内物体的加速度减小,物体做加速度减小的变加速运动。
故A错误。
B、由图可知,加速度为变化的;故合外力也是变化的;故B错误;
C、设物体在10.0s内所受合外力的冲量大小为I,根据动量定理得:I=mv=1×
6.8N•s=6.8N•s.故C正确。
D、由于加速度图线与时间轴包围的面积表示速度的变化量,故可以估算出12s
末的速度为v′=S′=7.8m/s,根据动能定理得:W
=mv′2﹣mv2=×1×7.82﹣
合
×1×6.82=7.3J.故D正确。
故选:CD。
10.(4分)如图所示,一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,初始时刻小球静止于P点,第一次小球在水平拉力F作用下,从P点缓慢地移动到Q 点,此时轻绳与竖直方向夹角为θ,张力大小为T1,第二次在水平恒力F′作用下,从P点开始运动并恰好能到达Q点,至Q点时轻绳中的张力大小为T2,不计空气阻力,重力加速度为g,关于这两个过程,下列说法中正确的是()
A.两个过程中,轻绳的张力均变大
B.第一个过程中,拉力F在逐渐变大,且最大值一定大于F′
C.T1=,T2=mg
D.第二个过程中,重力和水平恒力F′的合力的功率先增大后减小
【解答】解:A、第一次小球在水平拉力F作用下,从P点缓慢地移动到Q点,则小球处于平衡状态,根据平衡条件得:F=mgtanθ,随着θ增大,F逐渐增大,第二次从P点开始运动并恰好能到达Q点,则到达Q点时速度为零,在此过程中,根据动能定理得:F′lsinθ=mgl(1﹣cosθ),解得:F′=mgtan,因为θ<90°,所以tan<mgtanθ,则F>F′,第一次运动过程中,根据几何关系可知,绳子
的拉力T=,所以轻绳的张力变大,第二次由于重力和拉力都是恒力,可以把这两个力合成为新的“重力”,则第二次小球的运动可以等效于单摆运动,当绳子方向与重力和F′方向在同一直线上时,小球处于“最低点”,最低点的速度最大,此时绳子张力最大,所以第二次绳子张力先增大,后减小,故A错误,B正确;
C、第一次运动到Q点时,受力平衡,根据几何关系可知,T1=,第二次运动到Q点时,速度为零,则向心力为零,则绳子拉力T2=mgcosθ+F′sinθ=mgcosθ+=mg,故C正确;
D、第二个过程中,重力和水平恒力F′的合力是个恒力,在等效最低点时,合力方向与速度方向垂直,此时功率最小为零,到达Q点速度也为零,则第二个过程中,重力和水平恒力F′的合力的功率先增大,后减小,再增大,最后再减小为0,故D错误。
故选:BC。
二、实验题(本大题共2小题,共14分)
11.(6分)在研究物体做平抛运动时,应通过多次实验确定若干个点,描绘出平抛运动的轨迹。
①在实验中的下列操作正确的是AC。
A.实验中所用斜槽末端的切线必须调到水平
B.每次实验中小球必须由静止释放,初始位置不必相同
C.每次实验小球必须从斜槽的同一位置由静止释放,所用斜槽不必光滑
D.在实验之前,须先用直尺在纸上确定y轴方向
②实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图中y﹣x2图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是C。
【解答】解:(1)AB“研究平抛物体的运动”的实验,保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平,因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,故A正确,B错误;
C、每次实验小球必须从斜槽的同一位置由静止释放,而斜槽不必一定要光滑,故C正确;
D、在实验之前,须先用重锺,来确定纸上y轴方向,故D错误;
(2)物体在竖直方向做自由落体运动,y=gt2;水平方向做匀速直线运动,x=vt;
联立可得:y=,
因初速度相同,故为常数,故y﹣x2应为正比例关系,故C正确,ABD错误;故选:①AC;②C。
12.如图甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.有一直径为d、质量为m的金属小球由A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得A、B间的距离为H(H>>d),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g.则:
(1)如图乙所示,用刻度尺测得小球的直径d=11.0mm.
(2)多次改变高度H,重复上述实验,作出随H的变化图象如图丙所示,当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式:
(用t0、H0、g、d表示,四个量均取国际单位)时,可判断小球下落过程中机械能守恒.
(3)实验中发现动能增加量△E K总是稍小于重力势能减少量△E P,增加下落高度后,则△E p﹣△E k将增加(选填“增加”、“减小”或“不变”).
【解答】解:(1)由图可知,刻度尺的读数分别为:2.00cm和3.10cm,所以小球的直径为:3.10cm﹣2.00cm=1.10cm=11.0mm;
(2)若减小的重力势能等于增加的动能时,可以认为机械能守恒;
则有:mgH=,
即:2gH0=()2
解得:.
(3)由于该过程中有阻力做功,而高度越高,阻力做功越多;故增加下落高度后,则△E p﹣△E k将增大;
故答案为:(1)11.0 (2).(3)增加
三、计算题(本题共4小题,共46分.解应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出计算结果的不得分)
13.(10分)如图所示,质量为m1=2kg的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲、乙均处于静止状态.已知重力加速
度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)轻绳OA、OB受到的拉力;
(2)物体乙受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体乙的质量m2至少为多少?
【解答】解:(1)对结点O,受力如图:
可知:T A==25N
T B=m1gtanθ=15N
(2)乙物体受力平衡,则摩擦力f=T B=15N,方向水平向左;
(3)当乙物体刚要滑动时静摩擦力达到最大值,对乙物体
可知:T B=μN=μm2g
可得:m2==5kg
答:(1)轻绳OA、OB受到的拉力分别为25N,15N;
(2)物体乙受到的摩擦力是15N,方向水平向左;
(3)若物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,则欲使物体乙在水平面上不滑动,物体乙的质量m2至少为5kg.
14.(10分)一根长为L的均匀细杆OA可以绕水平轴O在竖直平面内转动.杆最初在水平位置,杆上距O点L处放一小物体m(可视为质点),杆与小物体最初处于静止状态,如图所示.若此杆突然以角速度ω绕轴O顺时针匀速转动,
问ω取什么值时,杆OA与小物体可再次相碰?已知重力加速度为g.
【解答】解:小物体做自由落体运动,杆OA与小物体再次相遇有两种情况,
一是小物体追上杆,二是杆转动一周后追上小物体,
当两者刚好再次相碰时,对小物体有:h=
对细杆OA有:θ=ω1t 或θ+2π=ω2t
由几何关系知:θ=,h=
得ω1=或ω2=
故欲使小物体和杆再次相遇必有ω≤或ω≥
答:欲使小物体和杆再次相遇必有ω≤或ω≥.
15.(12分)如图a所示,一倾角为37°的传输带以恒定的速度运行.现将一质量m=2kg的小物体某一初速度放上传送带,物体相对地面的速度﹣时间图象如图b所示,取沿着传输带向上为正方向,(已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.)求:
(1)0﹣10s内物体的对地位移;
(2)物体与传输带间的动摩擦因数;
(3)0﹣10s内由于摩擦而产生的热量Q.
【解答】解:(1)根据速度图象的“面积”大小等于位移,从图中可知物体位移s==33m
(2)由图象知,物体在传送带上滑动时的加速度a===l.5m/s2。