陕西省安康市石泉中学2017届高三上学期第一次月考物理试卷Word版含解析
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2016-2017学年陕西省安康市石泉中学高三(上)第一次月考物理
试卷
一、单选题(每题4分共48分,1-8题为单选题,9-12题为多选题)
1.物体做匀变速直线运动的位移﹣时间图象如图所示,由图中数据可求出的物理量是()
A.可求出物体的初速度B.可求出物体的平均速度
C.可求出物体的加速度D.可求出物体通过的路程
2.如图,A、B两物体叠放在水平地面上,A物体m=20kg,B物体质量M=30kg.处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A物体相连,弹簧处于自然状态,其劲度系数为250N/m,A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.5.现有一水平推力F作用于物体B上使B缓慢地向墙壁移动,当移动0.2m时,水平推力F的大小为(g取10m/s2)()
A.350 N B.300 N C.250 N D.200 N
3.2015年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年大阅兵在北京天安门广场举行.在阅兵过程中,某直升机在地面上空某高度A位置处于静止状态待命,现接上级命令,要求该直升机10时58分20秒由静止状态沿水平方向做匀加速直线运动,经过AB段加速后,进入BC段的匀速受阅区,11时准时通过C位置.已知x AB=5km,x BC=10km.下列说法正确的是()
A.直升机匀速飞行的速度为150 m/s
B.直升机加速度飞行和匀速飞行的时间比为2:1
C.直升机加速飞行的加速度大小为a=4 m/s2
D.直升机在10时59分10秒的速度为150 m/s
4.光滑斜面的长度为L,一物体自斜面顶端由静止开始匀加速滑至底端,经历的时间为t,则下列说法不正确的是()
A.物体运动全过程中的平均速度是
B.物体在时的即时速度是
C.物体运动到斜面中点时瞬时速度是
D.物体从顶点运动到斜面中点所需的时间是
5.如图所示,两个质量为m1的小球套在竖直放置的光滑支架上,支架的夹角为120°,用轻绳将两球与质量为m2的小球连接,绳与杆构成一个菱形,则m1:m2为()
A.1:1 B.1:2 C.1:D.:2
6.自高为H的塔顶自由落下A物的同时B物自塔底以初速度v0竖直上抛,且A、B两物体在同一直线上运动.下面说法不正确的是()
A.若v0>两物体相遇时,B正在上升途中
B.v0=两物体在地面相遇
C.若<v0<,两物体相遇时B物正在空中下落
D.则两物体在空中相遇时所用时间一定为
7.发射时弦和箭可等效为图中的情景,已知弓的顶部跨度为L(如图中虚线所示),弦均匀且弹性良好,其自由长度为L.假设弓的跨度保持不变,即箭在弦的正中间,弦夹在不计大小的类似动滑轮的附加装置上,将箭发射出去.已知弦的劲度系数为k,发射箭时弦的最大长度为2L(弹性限度内),则箭被发射瞬间所受的最大弹力为(设弦的弹力满足胡克定律)()
A.kL B.kL C.kL D.2kL
8.如图所示的几种情况中,不计绳、弹簧测力计、各滑轮的质量,不计一切摩擦,物体质量都为m,且均处于静止状态,有关角度如图所示.弹簧测力计示数F A、F B、F C、F D由大到小的排列顺序是()
A.F B>F D>F A>F C B.F D>F C>F B>F A C.F D>F B>F A>F C D.F C>F D>F B>F A 9.如图所示,一直杆倾斜固定,并与水平方向成30°的夹角;直杆上套有一个质量为0.5kg的圆环,圆环与轻弹簧相连,在轻弹簧上端施加一竖直向上,大小F=10N的力,圆环处于静止状态,已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7,g=l0m/s2.下列说法正确的是()
A.圆环受到直杆的弹力,方向垂直直杆向上
B.圆环受到直杆的弹力大小等于2.5N
C.圆环受到直杆的摩擦力,方向沿直杆向上
D.圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5N
10.如图所示是做匀变速直线运动的质点在0~6s内的位移﹣时间图线.若t=1s时,图线所对应的切线斜率为2(单位:m/s).下列说法正确的是()
A.运动质点的加速度为﹣2 m/s2
B.运动质点的初速度为3 m/s
C.在0﹣6秒时间内,质点运动的路程为9m
D.在3﹣6秒时间内,质点做减速运动,平均速度为3 m/s
11.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v﹣t图象如图所示.已知两车在t=3s时并排行驶,则()
A.在t=1s时,甲车在乙车后
B.在t=0时,甲车在乙车前7.5m
C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2s
D.甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m
12.如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态.若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则()
A.绳OO′的张力也在一定范围内变化
B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
二、实验题(每空2分,共16分)
13.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图所示是一条记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出,交流电的频率为50Hz.
(1)在打点计时器打B、C、D点时,小车的速度分别为v B=m/s,v C=m/s,v D=m/s;算小车运动的加速度a
测
=;通过题中数据和以上计算可得打点计时器打A点时,小车的速度v A=(保留2为小数)
(3)实验时交流电的频率实际上小于50Hz.小车运动的加速度a
测a
真
(填<、=、或>)
14.某兴趣小组利用光电门数字计时器测当地的重力加速度,实验装置如图所示,(实验器材有,光电门数字计时器、刻度尺、小钢球、电源)BC为光电门激光器发出的水平激光线,一半径为R的小球从A点由静止释放,改变小球释放位置,发现小球挡住光的时间为均不相同.(1)设某次实验时,小球挡光时间为△t,小球经过光电门的瞬时速度为;为方便测出当地的重力加速度值,还需测量的物理量是(写物理量的符号),根据本实验原理写出测量重力加速度的表达式为:.
(2)将测量结果与当地重力加速度的标准值进行比较,发现g
测g
真
(填<、=、或>)
三、计算题(每题12分,共36分,需要写出必要的文字说明)
15.做匀加速直线运动的物体在途中依次经过A、B、C三点,已知AB=BC=,AB段和BC
段的平均速度分别为v1=3m/s,v2=6m/s,则:
(1)物体经B点的瞬时速度v B为多大?
(2)若物体运动的加速度a=2m/s2,试求A、C的距离L.
16.摩托车在平直公路上从静止开始启动,a1大小为1.6m/s2,稍后匀速运动,然后减速,a2大小为6.4m/s2,直到停止,共历时130s,行程1600m、试求:
(1)摩托车行驶的最大速度v max;
(2)若摩托车从静止启动,a1、a2不变,直到停止,行程不变,所需最短时间为多少?
(摩托车最大速度无限制)
17.如图所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑.对物体施加一大小为F的水平向右的恒力,物体可沿斜面匀速向上滑行.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,试求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)水平推力F的大小
(3)当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时,不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,求这一临界角θ0的大小.
2016-2017学年陕西省安康市石泉中学高三(上)第一次
月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、单选题(每题4分共48分,1-8题为单选题,9-12题为多选题)
1.物体做匀变速直线运动的位移﹣时间图象如图所示,由图中数据可求出的物理量是()
A.可求出物体的初速度B.可求出物体的平均速度
C.可求出物体的加速度D.可求出物体通过的路程
【考点】匀变速直线运动的图像;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】位移﹣时间图象反映物体的位置坐标随时间的变化规律;图象中,斜率表示物体运动的速度,平均速度等于总位移除以总时间.结合运动学公式分析即可.
【解答】解:AC、物体做匀变速直线运动,根据位移公式x=v0t+,将t=0,x=2m;t=12s,
x=6m代入位移公式,不能求出物体的初速度和加速度,故AC错误.
B、平均速度等于总位移除以总时间,则物体的平均速度为===m/s,故B正确;
D、物体先沿正方向运动,后沿负方向运动,只知道初、末位置的坐标,不知道具体的运动过程,只能求位移,不能求出路程,故D错误.
故选:B
2.如图,A、B两物体叠放在水平地面上,A物体m=20kg,B物体质量M=30kg.处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A物体相连,弹簧处于自然状态,其劲度系数为250N/m,A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.5.现有一水平推力F作用于物体B上使B缓慢地向墙壁移动,当移动0.2m时,水平推力F的大小为(g取10m/s2)()
A.350 N B.300 N C.250 N D.200 N
【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】判断物体B上缓慢地向墙壁移动0.2m时,A物块有无滑动,然后根据对B受力分析,根据平衡求出水平推力F的大小.
【解答】解:若A物块与B间未发生相对滑动,则弹簧的压缩量为0.2m,则弹簧的弹力
F1=kx=250×0.2N=50N<μmg=100N.假设成立.
对B在竖直方向上平衡,在水平方向上受推力F、A对B的静摩擦力、地面的滑动摩擦力,根据平衡有:F=f1+f2=F1+μ(M+m)g=50+250N=300N.故B正确,A、C、D错误.
故选:B.
3.2015年9月3日,纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年大阅兵在北京天安门广场举行.在阅兵过程中,某直升机在地面上空某高度A位置处于静止状态待命,现接上级命令,要求该直升机10时58分20秒由静止状态沿水平方向做匀加速直线运动,经过AB段加速后,进入BC段的匀速受阅区,11时准时通过C位置.已知x AB=5km,x BC=10km.下列说法正确的是()
A.直升机匀速飞行的速度为150 m/s
B.直升机加速度飞行和匀速飞行的时间比为2:1
C.直升机加速飞行的加速度大小为a=4 m/s2
D.直升机在10时59分10秒的速度为150 m/s
【考点】匀变速直线运动规律的综合运用;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】匀速阶段的时间加上匀加速阶段的时间为总时间,匀速阶段的时间可用位移除以速度表示,匀加速阶段的时间可用位移除以平均速度表示,这样可求出速度.根据加速度的定义式求加速度,由速度公式求10时59分10秒的速度;
【解答】解:根据题意直升机由静止到C的时间t=100s
匀加速运动的位移:
匀速运动的位移:
得:=50s
v=200m/s
A、直升机匀速飞行速度为200m/s,故A错误;
B、直升机加速度飞行和匀速飞行的时间比为1:1,故B错误;
C、直升机加速飞行的加速度,故C正确;
D、直升机在10时59分10秒的速度v=at=4×50=200m/s,故D错误;
故选:C
4.光滑斜面的长度为L,一物体自斜面顶端由静止开始匀加速滑至底端,经历的时间为t,则下列说法不正确的是()
A.物体运动全过程中的平均速度是
B.物体在时的即时速度是
C.物体运动到斜面中点时瞬时速度是
D.物体从顶点运动到斜面中点所需的时间是
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,根据速度位移公式求出中间位置的速度.
【解答】解:A、物体在全过程中的平均速度.故A正确.
B、中间时刻的瞬时速度等于整个过程中的平均速度,等于.故B错误.
C、设中间速度为v,.,,,联
立解得,v=,t=.故C、D正确.
本题选错误的,故选B.
5.如图所示,两个质量为m1的小球套在竖直放置的光滑支架上,支架的夹角为120°,用轻绳将两球与质量为m2的小球连接,绳与杆构成一个菱形,则m1:m2为()
A.1:1 B.1:2 C.1:D.:2
【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.
【分析】将小球m2的重力按效果根据平行四边形定则进行分解,由几何知识求出m2g与绳子拉力T的关系,对m1受力分析,由平衡条件求出m1g与T的关系,进而得到m1:m2的比值.【解答】解:将小球m2的重力按效果根据平行四边形定则进行分解如图,
由几何知识得:T=m2g ①
对m1受力分析,由平衡条件,在沿杆的方向有:m1gsin30°=Tsin30°
得:T=m1g ②
可见m1:m2的=1:1;
故选:A.
6.自高为H的塔顶自由落下A物的同时B物自塔底以初速度v0竖直上抛,且A、B两物体在同一直线上运动.下面说法不正确的是()
A.若v0>两物体相遇时,B正在上升途中
B.v0=两物体在地面相遇
C.若<v0<,两物体相遇时B物正在空中下落
D.则两物体在空中相遇时所用时间一定为
【考点】竖直上抛运动;自由落体运动.
【分析】先求出B物体正好运动到最高点时相遇的初速度,再求出两物体正好在落地时相遇的初速度,分情况讨论即可求解.
【解答】解:若B物体正好运动到最高点时两球相遇,则B物体上升的时间:t=…①
A下落的位移大小s a=gt2…②
B上升的位移大小s b=…③
相遇时有s a+s b=H…④
由①②③④解得:v0=
当两物体恰好在B物体落地时相遇,则有:
t=
此时A的位移s a=gt2=H
解得:v0=
A、由上计算结果可知,若v0>,则两物体在B球上升途中相遇,故A正确;
B、若v0=,则正好在B物体运动到最高点时相遇,故B不正确;
D、若<v0<,两物体相遇时B物正在空中下落,故C正确;
C、两物体相遇时,有gt2+(v0t﹣gt2)=H,得t=,故D正确;
本题选不正确的,故选:B
7.发射时弦和箭可等效为图中的情景,已知弓的顶部跨度为L(如图中虚线所示),弦均匀且弹性良好,其自由长度为L.假设弓的跨度保持不变,即箭在弦的正中间,弦夹在不计大小的类似动滑轮的附加装置上,将箭发射出去.已知弦的劲度系数为k,发射箭时弦的最大长度为2L(弹性限度内),则箭被发射瞬间所受的最大弹力为(设弦的弹力满足胡克定律)()
A.kL B.kL C.kL D.2kL
【考点】胡克定律;力的合成.
【分析】力的合成遵循力的平行四边形定则,由题意可结合等边三角形的几何知识求解合力.【解答】解:弓发射箭的瞬间,受力如图.
设放箭处弦的弹力分别为F1、F2,合力为F,则:
F1=F2=k(2l﹣l)=kl
F=2F1•cosθ
由几何关系得cosθ=,所以,箭被发射瞬间所受的最大弹力F=kl
故选:C.
8.如图所示的几种情况中,不计绳、弹簧测力计、各滑轮的质量,不计一切摩擦,物体质量都为m,且均处于静止状态,有关角度如图所示.弹簧测力计示数F A、F B、F C、F D由大到小的排列顺序是()
A.F B>F D>F A>F C B.F D>F C>F B>F A C.F D>F B>F A>F C D.F C>F D>F B>F A 【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.
【分析】分别对ABCD四副图中的物体m进行受力分析,m处于静止状态,受力平衡,根据平衡条件求出绳子的拉力,而绳子的拉力等于弹簧秤的示数.
【解答】解:对A图中的m受力分析,m受力平衡,根据平衡条件得:
2F A cos45°=mg
解得:,
对B图中的m受力分析,m受力平衡,根据平衡条件得:
弹簧秤的示数F B=mg,
对C图中的m受力分析,m受力平衡,根据平衡条件得:
弹簧秤的示数,
对D图中的m受力分析,m受力平衡,根据平衡条件得:
2F D cos75°=mg
解得:
则F D>F B>F A>F C,故C正确.
故选:C
9.如图所示,一直杆倾斜固定,并与水平方向成30°的夹角;直杆上套有一个质量为0.5kg的圆环,圆环与轻弹簧相连,在轻弹簧上端施加一竖直向上,大小F=10N的力,圆环处于静止状态,已知直杆与圆环之间的动摩擦因数为0.7,g=l0m/s2.下列说法正确的是()
A.圆环受到直杆的弹力,方向垂直直杆向上
B.圆环受到直杆的弹力大小等于2.5N
C.圆环受到直杆的摩擦力,方向沿直杆向上
D.圆环受到直杆的摩擦力大小等于2.5N
【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.
【分析】对环受力分析,根据力的平行四边形定则,结合几何关系,即可求解.
【解答】解:对环受力分析,则有:拉力、重力、弹力与静摩擦力;
将静摩擦力与弹力进行合成,其合力为F
合;则F
合
+G=F;
根据几何关系,F
合
sin30°=f;
F
合
cos30°=N;
解得:
N=N;
f=2.5N;故ABC错误,D正确;
故选:D.
10.如图所示是做匀变速直线运动的质点在0~6s内的位移﹣时间图线.若t=1s时,图线所对应的切线斜率为2(单位:m/s).下列说法正确的是()
A .运动质点的加速度为﹣2 m/s 2
B .运动质点的初速度为3 m/s
C .在0﹣6秒时间内,质点运动的路程为9m
D .在3﹣6秒时间内,质点做减速运动,平均速度为3 m/s
【考点】匀变速直线运动的图像;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】物体做匀变速直线运动,由图象可知,6s 内位移为零,位移图象的斜率表示速度,结合匀变速直线运动基本规律解答.
【解答】解:AB 、t=1s 时,线所对应的切线斜率为2,则此时质点的速度为 v 1=2m/s ,图象对称分布,3s 末位移最大,3s 末速度为零,物体做匀减速直线运动,则加速度为:
a===﹣1m/s 2,初速度为:v 0=v 1﹣at 1=2+1=3m/s ,故A 错误,B 正确.
C 、前3s 内,质点的位移x=v 0t +at 2=3×3﹣×1×32=4.5m ,根据对称性可知,在0﹣6秒时间内,质点运动的路程为 S=2x=9m ,故C 错误.
D 、在3﹣6秒时间内,质点做减速运动,位移等于x=4.5m ,平均速度为===1.5m/s ,故D 错误.
故选:B
11.甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其v ﹣t 图象如图所示.已知两车在t=3s 时并排行驶,则( )
A .在t=1s 时,甲车在乙车后
B .在t=0时,甲车在乙车前7.5m
C .两车另一次并排行驶的时刻是t=2s
D .甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m
【考点】匀变速直线运动的图像;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】由图象可知,1到3s 甲乙两车的位移相等,两车在t=3s 时并排行驶,所以两车在t=1s
时也并排行驶;v ﹣t 图象的斜率表示加速度,根据图象可求甲乙两车的加速度;再根据位移公式和速度公式求解.
【解答】解:A .由图象可知,1到3s 甲乙两车的位移相等,两车在t=3s 时并排行驶,所以两车在t=1s 时也并排行驶,故A 错误;
B .由图象可知,a 甲===10m/s 2; a 乙===5m/s 2; 0至1s ,x 甲=a 甲t 2=
×10×12=5m ,x 乙=v 0t +a 乙t 2=10×1+×5×12=12.5m ,△x=x 乙﹣x 甲=12.5﹣5=7.5m ,即在t=0时,甲车在乙车前7.5m ,故B 正确;
C .由AB 分析可知,甲乙两车相遇时间分别在1s 和3s ,故C 错误;
D.1s末甲车的速度为:v=a
甲
t=10×1=10m/s,1到3s,甲车的位移为:x=vt+a
甲
t2=10×2+
×10×22=40m,即甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m,故D正确.故选:BD.
12.如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态.若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则()
A.绳OO′的张力也在一定范围内变化
B.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.
【分析】本题抓住整个系统处于静止状态,由a平衡可知,绳子拉力保持不变,再根据平衡条件由F的大小变化求得物块b所受各力的变化情况.
【解答】解:AC、由于整个系统处于静止状态,所以滑轮两侧连接a和b的绳子的夹角不变;物块a只受重力以及绳子的拉力,由于物体a平衡,则连接a和b的绳子张力T保持不变;由于绳子的张力及夹角均不变,所以OO′中的张力保持不变,故AC均错误;
BD、b处于静止即平衡状态,对b受力分析有:
力T与力F与x轴所成夹角均保持不变,由平衡条件可得:
N+Fsinα+Tsinθ﹣mg=0
Fcosα+f﹣Tcosθ=0
由此可得:N=mg﹣Fsinα﹣Tsinθ
由于T的大小不变,可见当F大小发生变化时,支持力的大小也在一定范围内变化,故B正确
f=Tcosθ﹣Fcosα
由于T的大小不变,当F大小发生变化时,b静止可得摩擦力的大小也在一定范围内发生变化,故D正确.
故选:BD.
二、实验题(每空2分,共16分)
13.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图所示是一条记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出,交流电的频率为50Hz.
(1)在打点计时器打B、C、D点时,小车的速度分别为v B= 1.38m/s,v C= 2.64m/s,v D= 3.9m/s;
算小车运动的加速度a
测
=12.60m/s2;通过题中数据和以上计算可得打点计时器打A点时,小车的速度v A=0.12m/s(保留2为小数)
(3)实验时交流电的频率实际上小于50Hz.小车运动的加速度a
测>a
真
(填<、=、或
>)
【考点】探究小车速度随时间变化的规律.
【分析】做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度;在相邻的相等时间间隔内的位移差是定值,△x=at2,据此求出瞬时速度与加速度.【解答】解:
(1)匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,因此有:
v B===1.38m/s,
同理,v C===2.64m/s,
v D===3.9m/s,
(2)
由题意可知,根据匀变速直线运动推论,△x=aT2得:
a===12.60m/s2.
通过公式v B =v A +aT ;
解得,小车的速度v A =1.38﹣12.6×0.1=0.12m/s ;
(3)当交流电的实际频率小于50Hz 时,仍按50Hz 计算,则测量周期偏小,测得的加速度偏大.
故答案为:(1)1.38,2.64,3.9;(2)12.60m/s 2,0.12m/s ;(3 )>.
14.某兴趣小组利用光电门数字计时器测当地的重力加速度,实验装置如图所示,(实验器材有,光电门数字计时器、刻度尺、小钢球、电源)BC 为光电门激光器发出的水平激光线,一
半径为R 的小球从A 点由静止释放,改变小球释放位置,发现小球挡住光的时间为均不相同.
(1)设某次实验时,小球挡光时间为△t ,小球经过光电门的瞬时速度为 ;为方便测出当地的重力加速度值,还需测量的物理量是 AB 间距h (写物理量的符号),根据本实验
原理写出测量重力加速度的表达式为: .
(2)将测量结果与当地重力加速度的标准值进行比较,发现g 测 < g 真 (填<、=、或>)
【考点】测定匀变速直线运动的加速度.
【分析】根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小钢球运动到光电门处时的瞬时速度,根据速度位移公式求出当地的重力加速度,最后依据重力加速度公式,即可分析.
【解答】解:(1)小球通过光电门1时的速度v=,
物体做匀加速直线运动,根据2gh=v 2﹣v 02可以计算重力加速度,所以还需测量的物理量是AB 间的距离h ,
那么重力加速度g==;
(2)根据匀加速直线运动的某段时间内的平均速度等于中时刻的瞬时速度,
那么中点位置的瞬时速度大于中时刻的瞬时速度,
因此g 测<g 真;
故答案为:(1),AB 间距h ,;(2)<.
三、计算题(每题12分,共36分,需要写出必要的文字说明)
15.做匀加速直线运动的物体在途中依次经过A、B、C三点,已知AB=BC=,AB段和BC
段的平均速度分别为v1=3m/s,v2=6m/s,则:
(1)物体经B点的瞬时速度v B为多大?
(2)若物体运动的加速度a=2m/s2,试求A、C的距离L.
【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】(1)物体做匀加速直线运动,对AB、BC两段过程分别根据速度位移关系式列方程,得出A、B、C三点的速度与位移的关系,根据AB段和BC段的平均速度与A、B、C三点的速度列式,联立求出v B.
(2)根据上问求出物体经过A、C两点的速度,由速度位移公式研究AC过程,求出l.
【解答】解:(1)设加速度大小为a,经A、C的速度大小分别为v A、v C.
A、C间的平均速度为:
据匀加速直线运动规律可得:
联立可得:v B=5m/s
(2)将v B=5m/s代入上式得:v A=1m/s,v C=7m/s
由v C2﹣v A2=2al得
代入a=2m/s2
即可得l=12m
答:(1)物体经B点时的瞬时速度v B为5m/s.
(2)若物体运动的加速度a=2m/s2,AC的距离l=12m.
16.摩托车在平直公路上从静止开始启动,a1大小为1.6m/s2,稍后匀速运动,然后减速,a2大小为6.4m/s2,直到停止,共历时130s,行程1600m、试求:
(1)摩托车行驶的最大速度v max;
(2)若摩托车从静止启动,a1、a2不变,直到停止,行程不变,所需最短时间为多少?
(摩托车最大速度无限制)
【考点】匀变速直线运动的速度与位移的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
【分析】第一过程做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,最后做匀减速直线运动,在解位移时我们可以用平均速度来解决,要解运动所需的最短时间,物体需要先匀加速接着做匀减速最后停止.
【解答】解:(1)整个运动过程分三个阶段:匀加速运动、匀速运动、匀减速运动.
设所用的时间分别为:t1、t2、t3,则最大速度v m=a1t1,
加速过程平均速度,
匀速过程速度一直为v m
减速阶段平均速度为:
所用全程的位移等于:
t1+v m t2+t3=1600 ①
由速度时间关系v m=a1t1=a2t3,
解得:t1=②
t3=③
t2=130﹣t1﹣t3④
由①②③④解得:v max=12.8m/s
(2)若摩托车从静止启动,a1、a2不变,直到停止,行程不变,所需最短时间对应的过程为:先匀加速达到某一速度,接着做匀减速匀动直到停止.
匀加速过程由速度时间关系:v2=2a1x1,
匀减速过程看其逆过程:v2=2a2x2,
又由:x1+x2=1600
v=a1t1,
v=a2t2,
所以t=t1+t2=50s
答:(1)摩托车行驶的最大速度12.8m/s,
(2)若摩托车从静止启动,a1、a2不变,直到停止,行程不变,所需最短时间为50s.
17.如图所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑.对物体施加一大小为F的水平向右的恒力,物体可沿斜面匀速向上滑行.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,试求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)水平推力F的大小
(3)当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时,不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,求这一临界角θ0的大小.
【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.。