2020-2021学年辽宁省沈阳市郊联体高二下学期期末物理复习卷

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2020-2021学年辽宁省沈阳市郊联体高二下学期期末物理复习卷
一、单选题(本大题共7小题,共28.0分)
1.卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现绝大多数α粒子经过金箔后,几乎不偏转,但有极少数α粒子却
发生了大角度偏转,个别α粒子甚至被原路反弹回来。

据此,卢瑟福发现了()
A. 原子的葡萄干面包模型
B. 原子的核式模型
C. 原子核天然放射性现象
D. 原子核由质子和中子组成
2.下列四种现象中与光的干涉有关的是()
A. 雨后空中出现彩虹
B. 肥皂泡的表面呈现彩色
C. 拍照是在镜头前加偏振片
D. 用门镜扩大观察视野
3.固定的粗糙斜面上有一个静止的木箱,某同学用平行于斜面向上的力F
推木箱,但没有推动。

则木箱受到的摩擦力()
A. 方向一定平行于斜面向上
B. 方向一定平行于斜面向

C. 大小一定为零
D. 大小可能为零
4.3月11日,日本东北海域发生了9.0级浅源地震.位于日本东北海岸某地震观测站记录了该地震
纵波和横波到达的时刻分别为t1和t2.若地震纵波和横波在地表附近的传播速度分别为ν1、ν2,海啸传播的速度为ν.则由这次大地震引发的海啸从震源到达该观测站的时间约为()
A. (v1−v2)(t1−t2)
v B. (v1−v2)(t2−t1)
v
C. v1v2(t2−t1)
(v1−v2)v D. v1v2(t2−t1)
(v2−v1)v
5.如图所示,长为s的光滑水平面左端为竖直墙壁,右端与半径为R的光滑
圆弧轨道相切于B点.一质量为m的小球从圆弧轨道上离水平面高为
ℎ(ℎ<<R)的A点由静止开始下滑,则小球第一次运动到墙壁C点所需的时间为()
A. π
2√R
g
+s√1
2gℎ
B. π√R
g
+s√2
gℎ
C. π
2√R
g
+
2√2gℎ
D. π√R
g
+
2√2gℎ
6.如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平面上,B置于斜面上,
通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接,连接B的一段细绳与斜
面平行,滑轮通过轻杆固定在天花板上,A、B、C都处于静止状态,忽略滑轮的自重,则()
A. 水平面对C的支持力等于B、C的总重力
B. 杆对滑轮的作用力方向竖直向上
C. B一定受到C的摩擦力
D. C一定受到水平面的摩擦力
7.在水平方向上做简谐运动的质点,其振动图线如图所示.假设向
右的方向为正方向,则物体加速度向右且速度向右的时间是()
A. 0到1s内
B. 1s到2s内
C. 2s到3s内
D. 3s到4s内
二、多选题(本大题共5小题,共20.0分)
8.物体从静止做匀加速直线运动,第4s内通过的位移是14m,则()
A. 4s内平均速度是3.5m/s
B. 加速度大小是4m/s2
C. 前3s内的位移是9m
D. 第4s末的速度是16m/s
9.物体以初速度v0竖直上抛,从抛出开始计时,经3s到达最高点,空气阻力不计,g取10m/s2,
则下列说法正确的是()
A. 物体上升的最大高度为45m
B. 4s内物体速度改变量的大小为20m/s
C. 物体在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度之比为5:3:1
D. 物体在1s初、2s初、3s初的速度之比为3:2:1
10.一列简谐横波沿x轴负方向传播,某时刻(t=0)其波形如图所示,a、b、c、d是四个质元,振
幅为A.下列说法中正确的是()
A. 该时刻以后,质元b比质元d先到达平衡位置
B. 该时刻以后的1
周期内,质元c通过的路程等于2A
2
C. 该时刻以后的3
周期内,质元b通过的路程小于3A
4
D. 该时刻以后的5
周期内,质元a通过的路程小于5A
4
11.做匀变速直线运动的物体初速度为12m/s,在第4s内的位移比第3s内的位移多4m。

关于物体
运动情况的说法,下列正确的是()
A. 物体的加速度为4m/s2
B. 物体前两秒内的位移是32m
C. 物体3s末的速度是26m/s
D. 物体从起点运动16m所用的时间是1s
12.如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧上端悬挂在天花板上,下端连接一个质量为M
的物体A,A下面用细线悬挂一质量为m的物体B,此时系统处于静止状态.现剪
断细线使B自由下落,当物体A向上运动第一次到达最高点时,弹簧对A的拉力大
小恰好等于mg,此时B尚未落地且速度为v,则()
A. 物体A的质量M=2m
B. A与弹簧组成的系统振动周期为4v
g
C. A运动到最高点时加速度为g
D. A从最低点运动到最高点的过程中弹簧弹性势能的减少量为M2g2
k
三、填空题(本大题共2小题,共15.0分)
13.某同学在画界面时,不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度
大些,如图所示,则他测得的折射率半______(填“偏大”、“偏小”
或“不变”).
14.波长、周期、频率、波速是用来描述机械波的物理量,当一列机械波由一种介质传播到另一种
介质时,发生变化的物理量有______;保持不变的物理量有______。

四、实验题(本大题共2小题,共12.0分)
15.某同学做“探究求合力的方法”的实验情况如图甲所示,其中P为固定橡皮条的图钉,O为橡
皮条与细绳的结点的位置,OA和OB为细绳。

(1)本实验采用的科学方法是______ 。

A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
(2)实验时,主要的步骤是:
A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺−张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上;
B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的P点,在橡皮条的另一端拴上两条一端系有绳套的细绳;
C.用两个弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条与细绳的结点到达某一位置O,
记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数:
D.选取适当的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定
则求出合力F;
E.用一只弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,
按同一标度作出力F′的图示;
F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论。

上述C、E步骤中有重要遗漏,遗漏的内容分别是______ 和______ 。

(3)补上遗漏内容,无操作失误,某次实验中,拉细绳OB的弹簧测力计指针位置如图甲所示,其读
数为______ N。

(4)该同学根据实验结果在白纸上画出的图如图乙所示(图中未画出标度),则F与F′中,方向一定沿
PO方向的是______ 。

16.某同学在探究加速度a与力F和加速度a与物体质量M的关系时,测出了表1、表2两组数据,
请在图甲、乙两个坐标上分别作出a−F和a−1
图线.
M
F/N0.140.280.430.550.681
M
/kg−1 2.00 2.50 3.33 4.00 5.00
a/m
⋅s−2
0.200.400.610.790.97a/m⋅s−20.440.560.730.89 1.08
表1表2
五、计算题(本大题共3小题,共35.0分)
17. 物体做匀加速直线运动,它在第2s内的位移为3m,第8s内的位移为12m,则:
(1)它的加速度为多少?
(2)它在第1s末的速度是多大?
18. 固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下
向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示(4s后小环速度随时间变化未画出).求
(1)小环质量的大小
(2)α角的正弦值
(3)除1s末,何时小环的速度大小为0.5m/s.
19. 如图所示,长木板A放在倾角为37°的斜面上,可视为质点的物块B
放在长木板上表面的上端,长木板长为L,长木板下端离斜面上固定
L,同时由静止释放A和B,木板沿斜面下滑,木板与挡
挡板距离为1
4
板碰撞前后速度大小不变,方向相反,重力加速度为g,物块B与长
木板A间的动摩擦因数为0.5,物块的质量为木板质量的1
,求:
2
(1)若斜面是粗糙的,当长木板与斜面间的动摩擦因数为多少时,物块与长木板同时撞击挡板;
(2)若斜面是光滑的,则当长木板与挡板碰撞后反弹上升到最高点时,物块相对于长木板滑行的距离
是多少?
【答案与解析】
1.答案:B
解析:解:AB、卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现绝大多数α粒子几乎不发生偏转,可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小,说明原子的中心有一个体积很小的核;从极少数发生了大角度的偏转,说明原子中心的核带有原子的全部正电,和绝大部分质量,故A错误,B正确;
C、贝可勒尔首先发现了天然放射性现象,故C错误;
D、卢瑟福用α粒子轰击氮核,证实了在原子核内存在质子,查德威克通过实验证实了原子核内中子的存在,故D错误;
故选:B。

查德威克通过实验证实了原子核内中子的存在;卢瑟福用α粒子轰击氮核,证实了在原子核内存在质子;卢瑟福的α散射实验卢瑟福证明了原子内部大部分是空的,中心有一个体积很小、质量很大的核;查德威克通过实验证实了原子核内中子的存在。

本题考查卢瑟福的α散射实验,解决本题的关键是牢记实验结论,并熟悉著名科学家的物理学成就,注意中子不是卢瑟福发现的,而是其预言的。

2.答案:B
解析:
本题考查了光的色散、光的干涉、光的偏振和光的散射,是对光学基本现象的考查,基础题。

雨后天空中的彩虹是光的色散现象;肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹是光的干涉;拍照时在镜头前加偏振片是为了减少反射光;用门镜扩大观察视野,利用的是光的散射。

A.雨后天空中的彩虹是光的色散现象,选项A错误;
B.肥皂泡在阳光照耀下呈现彩色条纹,太阳光经过肥皂泡内外膜的反射后叠加,从而出现彩色条纹,这是光的干涉,选项B正确;
C.拍照时在镜头前加偏振片是为了减少反射光,选项C错误;
D.用门镜扩大观察视野,利用的是光的散射,选项D错误。

故选B。

3.答案:D
解析:解:设木块的重力为G,斜面的倾角为α,讨论如下:
①若F=Gsinα,木块相对斜面没有运动趋势,不受静摩擦力;
②若F>Gsinα,木块相对斜面有向上的运动趋势,静摩擦力沿斜面向下;
③若F<Gsinα,木块相对斜面有向下的运动趋势,静摩擦力沿斜面向上;
故ABC错误、D正确。

故选:D。

木块处于静止状态,合力为零。

由于F与重力沿斜面向下的分力大小关系未知,要分三种情况进行讨论:F=Gsinα、F>Gsinα和F<Gsinα,确定静摩擦力的方向。

本题根据平衡条件分析静摩擦力的方向情况,关键是要进行讨论,不能思维定势,认为木块受到的摩擦力一定沿斜面向下。

4.答案:C
解析:解:由题意可知,纵波与横波传到观测点的时间为t=t2−t1;
设观测点到震源的距离为x;则有:
x v2−x
v1
=t2−t1;
解得:x=v1v2(t2−t1)
(v1−v2)

则海啸传到观测点的时间t′=v1v2(t2−t1)
(v1−v2)v
故选:C.
由题意可知地震波与海啸的速度及两波传到观测点所经历的时间;则由平均速度公式可求得震源到观测点的距离;再由海啸的速度可求得其到达观测点的时间.
本题考查匀速直线运动公式应用,在解题时要注意明确题目中给出的两个时间为两个时刻;而不是波传播的时间,故应根据两波传播的时间差进行列式求解.
5.答案:A
解析:
ℎ«R,可知小球在光滑圆弧上的运动为单摆运动,根据动能定理求出B点的速度,B到C做匀速直线运动,很容易求出B到C的时间,再根据周期公式求出A到B的时间,即可求出小球的运动周期.
解决本题的关键知道什么样的运动是单摆运动,以及掌握单摆的周期公式T=2π√l
g

解:根据动能定理:mgℎ=1
2
mv2−0,v=√2gℎ,
B到C的时间:t1=s v=2gℎ
单摆的周期为:T=2π√R
g

所以A到B的时间:t2=π
2√R g

所以小球的运动周期为:T=(t1+t2)=π
2√R
g
+s√1
2gℎ

故A正确,B、C、D错误.
故选A.
6.答案:D
解析:解:AD、以BC组成的整体为研究对象,分析受力,画出力图如图。


据平衡条件可得:水平面对C的摩擦力f=Fcosθ.方向水平向左。

水平面对C的支持力大小N=G C+G B−Fsinθ<G C+G B.故A错误,D正确;
B、滑轮受到重力和AB两个物体的拉力,这三个力的合力的方向不在竖直方
向上,所以滑轮受到的杆对滑轮的作用力的方向一定不能是竖直向上。

故B
错误。

C、当B的重力沿斜面向下的分力等于绳子的拉力时,B不受摩擦力。

当B的重力沿斜面向下的分力不等于绳子的拉力时,B受摩擦力。

因此,B与C间不一定有摩擦力错误,故C错误;
故选:D。

以BC组成的整体为研究对象,分析受力,画出力图,根据平衡条件分析地面对C的支持力和摩擦力大小和方向;对于B物体:当B的重力沿斜面向下的分力等于绳子的拉力时,B不受摩擦力。

以滑轮为研究对象,分析杆对滑轮的作用力。

本题关键在于研究对象的选择,当几个物体的加速度相同时,可以采用整体法研究,往往比较简单方便。

7.答案:A
解析:解:据题意,假设向右的方向为正方向,则质点在第一个周期内加速度向右即为正方向,根
据a=−kx
m
知加速度与位移方向相反,则位移应为负方向,对应的时间为0−1s与3−4s;
根据位移图象的斜率等于速度,可知速度向右,为正值,应在0~1s内,故A正确。

故选:A。

假设向右的方向为正方向,则物体的位移向左,应为负值;根据位移图象的斜率等于速度分析速度的方向.
物体振动的位移表示物体离开平衡位置的位移,直接能读出物体的位置,根据斜率可直接分析出速度的方向.
8.答案:BD
解析:解:B、第4s内通过的位移:x4=1
2at42−1
2
at32=14m,解得:a=4m/s2,故B正确;
A、4s内平均速度:v−=1
2
×4×42
4
m/s=8m/s,故A错误;
C、前3s内的位移:x3=1
2at32=1
2
×4×9m=18m,故C错误;
D、第4s末的速度:v=at=4×4m/s=16m/s,故D正确;
故选:BD。

根据匀变速直线运动位移时间关系即可求得加速度;根据平均速度公式求得平均速度大小;由位移公式求得位移的大小;由速度公式求得速度大小。

解答本题关键要掌握匀变速直线的平均速度公式、位移公式和速度公式,主要考查了匀变速直线运动位移时间公式的直接应用。

9.答案:ACD
解析:解:A、根据对称性知:物体上升的最大高度为ℎ=1
2gt2=1
2
×10×32m=45m,故A正确.
B、4s内物体速度改变量的大小为△v=gt=40m/s,故B错误.
C、物体抛出时的初速度v0=gt=30m/s,根据对称性知物体在抛出后第1s末、第2s末、第3s末的速度分别等于从最高点下落2s、1s、0s时的速度,由v=gt知分别为20m/s,10m/s,0,由公式v=v0+v
2
得,物体在第1s内、第2s内、第3s内的平均速度分别为25m/s、15m/s、5m/s,平均速度之比为5:3:1,故C正确.
D、物体在1s初、2s初、3s初的速度即为抛出时的初速度、抛出1s末的速度、抛出2s末的速度,分别为30m/s、20m/s、10m/s,因此,物体在1s初、2s初、3s初的速度之比为3:2:1,故D正确.
故选:ACD
物体做竖直上抛运动,其加速度大小始终为g,方向竖直向下,上升阶段:匀减速直线运动,达到最高点时速度为零,加速度还是g,应用匀变速直线运动的规律求解.
本题考查竖直上抛运动的规律,要注意明确竖直上抛运动是加速度大小始终为g,方向竖直向下的匀变速运动,分析时要抓住对称性灵活解答.
10.答案:BC
解析:解:A、简谐横波沿x轴负方向传播,图示时刻质元b和d均沿y轴负方向运动,质元b比质元d迟到达平衡位置,故A错误;
B、简谐横波沿x轴负方向传播,图示时刻质元c向上振动,该时刻以后的1
2
周期内,通过的路程等于2A,故B正确;
C、该时刻质元b向下运动,再经过1
4T路程小于A,1
4
T以后再经过1
2
T经过的路程等于2A,所以该时
刻以后的3
4
周期内,质元b通过的路程小于3A,故C正确;
D、图示时刻a向平衡位置运动,速度增大,经过1
4T路程大于A,1
4
T以后再经过一个周期经过的路
程等于4A,所以该时刻以后的5
4
周期内,质元a通过的路程大于5A,故D错误。

故选:BC。

根据波传播方向判断b、d的振动方向,再分析回到平衡位置的先后;
无论在何处的质点,经过1
2
T通过的路程都是2A;
根据质元速度关系,判断该时刻以后的3
4T、5
4
T内,通过路程的大小。

根据波的传播方向判断质点的振动方向是基本能力。

只有处于平衡位置或最大位移处质点,经过1
4
周期时间时通过的路程才等于A。

11.答案:AB
解析:解:A、根据连续相等时间内的位移之差是一恒量,即△x=aT2得,a=△x
T2=4
12
m/s2=4m/s2.
故A正确;
B、由位移公式得前两秒内的位移x2=v0t2+1
2
at22,解得:x2=32m,故B正确;
C、物体在第3s末的速度v=v0+at3=12+4×3m/s=24m/s,故C错误;
D、由位移公式得:x=v0t+1
2
at2,将x=16m代入解得:t=(3+√17)s(另一解舍去),故D错误;
故选:AB。

根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出物体的加速度;由位移公式求得前两秒内的位移;结合速度时间公式求出物体3s末的速度。

根据位移时间公式求出物体从起点运动16m所用的时间。

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。

12.答案:AD
解析:解:A、剪断细线以后,M做简谐振动.在最低点是弹力是(Mg+mg),在最高点是mg,
其中点(即平衡位置)时为Mg+2mg
2
=Mg,解得M=2m,故A正确;
B、B做自由落体运动,当A向上运动到最高点时,此时B的速度为v,所以A运动半个周期的时间t=v
g
,所以周期T=2v g,故B错误;
C、当A运动到最高点时.根据牛顿第二定律,Mg−F=Ma,代入数据解得;a=Mg−F
M =2mg−mg
2m
=1
2
g,
故C错误.
D、从最低点到最高点平均弹力为Mg,弹簧弹力做功为Mgh.而Mg=kℎ
解得:ℎ=Mg
k ,所以弹簧弹力做功为:Mgℎ=M 2g 2
k
,故D正确;
故选:AD
剪断细线以后,M做简谐振动,根据最高点和最低点的弹力找到平衡位置时的弹力,跟平衡位置受力平衡求解质量关系,B做自由落体运动,B运动的时间等于A做简谐运动的半个周期,求出平均弹力,根据恒力做功公式求解弹簧弹力做功,根据动量定理求解A从最低点运动到最高点的过程中弹力的冲量.
解答本题的关键是找到A的平衡位置,能结合自由落体运动的公式及动量定理求解,难度适中.13.答案:偏小
解析:解:如图所示,黑线表示作图得到的光路图,而红线是实
际光路图可见,入射角没有变化,折射角的测量值偏大,则由n=
sini
sinr
,知折射率偏小.
故答案为:偏小.
根据实验原理作出光路图,分析入射角与折射角的误差,来确定
折射率的误差情况.
对于实验误差,要紧扣实验原理,用作图法,确定出入射角与折射角的误差,即可分析折射率的误差.
14.答案:波长、波速周期、频率
解析:解:由于波的频率就等于波源的振动频率,则当一列机械波从一种介质进入另一种介质时,其频率保持不变,周期是频率的倒数,故周期不变;而波速是由介质的性质决定的,波速将发生改变,由波速公式v=λf得知,频率不变时,波长与波速成正比,则波长也发生变化。

故答案为:波长、波速;周期、频率。

根据频率由波源决定、波速由介质决定,波长由波源和介质共同决定进行分析选择。

本题考查波的性质,明确波速、频率、波长是描述波的特有物理量,关键要抓住这些量的决定因素。

15.答案:B在C中未记下两条细绳的方向E中未说明是否把橡皮条的结点O拉到同一位
置 3.60F′
解析:解:(1)实验采用力的图示方法、等效替代的思想,用平行四边形理论作出两分力的合力,然后与合力的实验值对比,若合力的理论值与实验值在误差允许的范围内相同,则平行四边形定则是正确的;故ACD错误,B正确。

故选:B。

(2)根据实验原理、力的图示方法、等效替代的思想知,在C中未记下两条细绳的方向,E中未说明是否把橡皮条的结点O拉到同一位置。

故填:在C中未记下两条细绳的方向,E中未说明是否把橡皮条的结点O拉到同一位置。

(3)由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.1N,再估读到最小刻度下一位,则示数为3.60N,故填:3.60。

(4)实验中合力的理论值F,由平行四边形作图得来,不一定沿AO方向;而合力的实验值F′由实验直接测得,误差较小,所以一定沿AO方向,故填:F′。

故答案为:(1)B(2)在C中未记下两条细绳的方向,E中未说明是否把橡皮条的结点O拉到同一位置。

(3)3.60(4)F′
(1)实验采用力的图示方法、等效替代的思想;
(2)根据实验原理、力的图示方法、等效替代的思想分析遗漏的步骤;
(3)由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.1N,再估读到最小刻度下一位;
(4)合力的实验值F′由实验直接测得,误差较小,所以一定沿AO方向。

本实验采用是等效替代的思维方法。

实验中要保证一个合力与两个分力效果相同,结点O的位置必须相同,同时要明确实验原理和步骤,对弹簧测力计读数、操作注意事项要牢记。

16.答案:解:描点作图,
作出a−F图线和a−1

M
线.如图所示.
故答案为:如图所示.
解析:根据表格中a与F的
的数据,
数据,以及a与1
M
图线.
描点作图,作出a−F图线和a−1
M
掌握运用图象处理实验数据的方法和能力.通过图线可知a与F成正比,a与M成反比.
17.答案:解:第2s内的位移为3m,第8s内的位移为12m,则有:△x=x8−x2=6aT2
解得:a=△x
6T2=12−3
6×1
=1.5m/s2.
第2s内的初速度等于第1s末的速度,根据x2=v0t+1
2
at2,
代入数据得:3=v0+1
2
×1.5 ×1
代入数据解得:v0=2.25m/s
答:(1)它的加速度为1.5m/s2;
(2)它在第1s末的速度是2.25m/s.
解析:通过连续相等时间内的位移之差是一恒量求出物体的加速度,根据匀变速直线运动的位移时间公式求出第1s末的速度.
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,根据第2s内的位移,第8s内的位移的关系来计算加速度.
18.答案:解:(1)(2)由速度图象得:在0−2s内,小
环的加速度为a1=0.5m/s2,
根据牛顿第二定律得
F1−mgsinα=ma1
F2=mgsinα
由图读出,F1=5.5N,F2=3.5N
解得:m=4kg,sinα=0.0875
(2)在4s时刻后,拉力F3=1.5N<mgsinα,则小环
先向上匀减速运动再向下匀加速运动,加速度大小为a3=mgsinα−F3
m
=0.5m/s2=a1,故根据速度图象得知,4s后速度图象的斜率大小等于0−2s内图象的斜率大小,作出4s后的速度图象如图,由图可知还有两个时刻的速度为0.5m/s,即5s末和7s末.
答:
(1)小环质量的大小是4kg.
(2)α角的正弦值为0.0875.
(3)除1s末,在5s末和7s末,小环的速度大小为0.5m/s.
解析:(1)(2)由速度图象看出,在0−4s内,小环先向上做匀加速运动,后做匀速运动,根据斜率等于加速度,求出加速度,由牛顿第二
定律求解小环的质量和α角的正弦值.
(3)在4s时刻后,小环先向上匀减再
向下匀加,还有两个时刻的速度为
0.5m/s,由牛顿第二定律和速度图象
结合求出时间.
本题首先要理解速度图象的意义,抓住斜率等于加速度;其次运用牛顿第二定律求出质量和α角的正弦值.
19.答案:解:(1)若斜面是粗糙的,设动摩擦因数为μ1,物块的质量为m;
对物块根据牛顿第二定律可得:mgsin37°−μ1mgcos37°=ma1
解得a1=0.2g
物块从开始运动到与挡板相碰,根据位移时间关系可得:5
4L=1
2
a1t2
解得t=5√L
2g
设长木板与斜面间的动摩擦因数为μ2,根据牛顿第二定律可得:
2mgsin37°+μ1mgcos37°−μ2×3mgcos37°=2ma2
根据位移时间关系可得:1
4L=1
2
a2t2
联立解得μ2=19
30

(2)AB一起下滑时,加速度大小为a=gsin37°=0.6g,设长木板与挡板相碰时速度为v1,则:
v1=√2a×1
4
L=√
3
10
gL
碰后长木板向上运动时,物块继续向下加速运动,加速度大小不变,仍为a1=0.2g 设木板向上减速运动,加速度大小为a3,根据牛顿第二定律可得:
μ1mgcos37°+2mgsin37°=2ma3,
解得a3=0.8g
木板沿斜面向上运动的时间t1=v1
a3=1
8
√30L
g
木板沿斜面向上运动的距离s1=1
2v1t1=3
16
L
木板与挡板相碰后,物块沿斜面向下运动的距离s2=v1t1+1
2a1t12=27
64
L
长木板反弹后上升到最高点时,物块相对于木板滑行的距离s=s1+s2=39
64
L。

答:(1)若斜面是粗糙的,当长木板与斜面间的动摩擦因数为19
30
时,物块与长木板同时撞击挡板;
(2)若斜面是光滑的,则当长木板与挡板碰撞后反弹上升到最高点时,物块相对于长木板滑行的距离
是39
64
L。

解析:(1)若斜面是粗糙的,对物块根据牛顿第二定律求解加速度,再根据牛顿第二定律求解木板的加速度,根据位移时间关系列方程求解;
(2)求出AB一起下滑时加速度大小,根据速度位移关系求解碰撞前的速度,分析碰撞后木板和物块的受力情况和运动情况,根据牛顿第二定律结合运动学公式求解物块相对于木板滑行的距离。

对于牛顿第二定律的综合应用问题,关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况,利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度,再根据题目要求进行解答;知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁。

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