1.下列說法正確的是( )
A. 在國際單位制中,力學的基本單位是千克、牛頓、米
B. 在乒乓球比賽中,研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)時,可以將乒乓球視為質(zhì)點
C. 選取不同的參考系,同一物體的運動速度可能不同,但運動軌跡不變
D. 2023年5月10日21時22分,搭載“天舟六號”貨運飛船的長征七號遙七運載火箭發(fā)射升空?!?023年5月10日21時22分”是指時刻
2.下列說法正確的是( )
A. 湯姆孫發(fā)現(xiàn)了天然放射性現(xiàn)象,說明原子核具有復雜的結(jié)構
B. 強子是參與強相互作用的粒子,電子是強子
C. 核電站反應堆中需要用鎘棒控制鏈式反應的速度
D. 氡222衰變?yōu)獒?18的半衰期是3.8天,經(jīng)過7.6天,有14氡的原子核發(fā)生了衰變
3.2022年1月,中國錦屏地下實驗室發(fā)表了首個核天體物理研究實驗成果,表明我國核天體物理研究已經(jīng)躋身國際先進行列。實驗中所用核反應方程為X+1223Mg→1326Al,已知X、 1223Mg、 1326Al的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,真空中的光速為c,該反應中釋放的能量為E。下列說法正確的是( )
A. X為氘核 12HB. X為氕核 11H
C. E=(m1+m2+m3)c2D. E=(m1+m2?m3)c2
4.我們用如圖所示的電路研究光電效應時,當開關閉合后,微安表有一定示數(shù),下列說法正確的是( )
A. 如圖所示的電路可用于測量遏止電壓
B. 將電源的正、負極對調(diào),可以使微安表示數(shù)減小
C. 把滑動變阻器的滑動片向左移,微安表示數(shù)一定減小
D. 僅增大入射光的強度時,微安表示數(shù)一定減小
5.“蹦極”是一項非常刺激的體育運動,如圖所示,a點是彈性繩的原長位置,b點是人靜止懸吊時的平衡位置,c點是人能到達的最低點,則人在從P點下落到最低點c點的過程中,下列說法正確的是( )
A. 當人運動到a點時,人受到的合力為零
B. 人到達c點時,他的速度為零,加速度方向豎直向下
C. 人在Pb段一直處于失重狀態(tài)
D. 人在bc段運動時,加速度逐漸變小
6.已知物體A、B所受重力分別為GA=10N,GB=20N,A與B間的動摩擦因數(shù)μ1=0.2,B與水平面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.3,現(xiàn)在用大小為8N的力F,分別作用在物體A、B上,如圖甲、乙所示,則各物體所受摩擦力的情況是(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)( )
A. 甲圖中,A不受摩擦力,B受到地面水平向右的大小為8N的摩擦力
B. 甲圖中,A受到的摩擦力水平向右,大小為2N;B受地面的摩擦力水平向左,大小為6N
C. 乙圖中,A受到的摩擦力水平向左,大小為2N;B受地面的摩擦力水平向左,大小為9N
D. 乙圖中,A受到的摩擦力水平向左,大小為2N;B受地面的摩擦力水平向左,大小為2N
7.如圖所示,A、B兩輕質(zhì)彈簧原長分別為l1和l2,勁度系數(shù)分別為k1和k2,豎直地懸掛在天花板上,兩彈簧之間連接有一質(zhì)量為m1的物體,最下端掛著質(zhì)量為m2的另一物體,整個裝置處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)用一個平板把下面的物體緩慢向上托起,直到兩彈簧的總長度等于兩彈簧的原長之和,則下列說法正確的是( )
A. 此時A、B兩彈簧均處于原長狀態(tài)
B. 此過程中質(zhì)量為m2的物體上升的高度是m2gk2+(m1+m2)gk1
C. 此過程中質(zhì)量為m1的物體上升的高度是m1gk1+k2+(m1+m2)gk1
D. 此時A彈簧處于壓縮狀態(tài),B彈簧處于拉伸狀態(tài)
二、多選題:本大題共3小題,共18分。
8.氫原子的能級圖如圖所示,已知金屬鉀的逸出功為2.25eV,可見光的光子能量在1.62eV~3.11eV之間?,F(xiàn)有大量氫原子處于激發(fā)態(tài),則下列說法中正確的是( )
A. 氫原子的能級En指的是氫原子的電勢能
B. 氫原子從n=4能級躍遷到n=3時輻射出光子的能量為0.66eV
C. 大量處于n=3能級的氫原子在躍遷時輻射出的光子可以使金屬鉀發(fā)生光電效應,光電子的最大初動能可能為7.95eV
D. 從能級3躍遷到能級2和從能級4躍遷到能級2均輻射出可見光,用這兩種光在同一雙縫干涉裝置中做實驗,后者的相鄰條紋間距更大
9.質(zhì)量為m的物體放置在傾角θ=30°的粗糙固定斜面上,物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ= 33,現(xiàn)用拉力F(與斜面的夾角為β)拉動物體沿斜面向上勻速運動,下列說法正確的是( )
A. 拉力最小時,物體受三個力作用
B. β=30°時,即拉力沿斜面斜向上時,拉力F最小
C. 斜面對物體的作用力的方向隨拉力F的變化而變化
D. 拉力F的最小值為 32mg
10.滑沙運動是一種比較刺激的娛樂活動,深受青少年的喜愛。圖為滑沙運動的簡化圖,小孩(可視為質(zhì)點)坐在長為2m的滑板上端,與滑板一起由靜止從傾角為37°的斜面滑下,已知小孩與滑板間的動摩擦因數(shù)為0.5,滑板與斜面間的動摩擦因數(shù)為1932,小孩的質(zhì)量與滑板的質(zhì)量相等,斜面足夠長,取重力加速度大小g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8,則以下判斷正確的是( )
A. 小孩在滑板上下滑的加速度大小為2.5m/s2
B. 小孩剛離開滑板時,滑板下滑的距離是23m
C. 小孩和滑板脫離前滑板的加速度大小為0.5m/s2
D. 經(jīng)過2 63s,小孩離開滑板
三、實驗題:本大題共2小題,共14分。
11.小開同學在探究“小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況,在紙帶上確定出O、A、B、C、D、E、F共7個計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的距離如圖所示,測出計數(shù)點間的距離分別為s1=1.51cm,s2=1.98cm,s3=2.45cm,s4=2.93cm,s5=3.40cm,s6=3.88cm。已知打點計時器的頻率為f=50Hz,每兩個相鄰的計數(shù)點之間還有1個計時點未畫出。
(1)(多選)下列關于此實驗的說法正確的是______。
A.在進行實驗時,應先釋放紙帶,再打開電源
B.打點計時器應接在交流電源上
C.使小車運動的速度盡量小些
D.舍去紙帶上密集的點,利用點跡清晰、點間間隔適當?shù)囊徊糠贮c進行測量、計算
E.釋放小車時,應將其靠近打點計時器,以便打出更多的點進行探究
(2)兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為______ s。
(3)打D點時小車的速度vD=______(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))m/s;小車的加速度a=______(計算結(jié)果保留整數(shù))m/s2。
12.如圖甲所示為“用DIS(數(shù)字信息系統(tǒng))研究加速度與力的關系”的實驗裝置,在該實驗中位移傳感器的接收器安裝在軌道上,發(fā)射器安裝在小車上。
(1)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)繪出了如圖乙所示的a?F圖像。此圖像的后半段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是______(選填“所掛鉤碼的總質(zhì)量過大”或“所用小車和傳感器的總質(zhì)量過大”)。
(2)某小組對該實驗作出改進并做了新的嘗試,步驟如下:
①取一盒總質(zhì)量為m=0.1kg的砝碼放置在小車上,左側(cè)不掛任何物體,將軌道的右側(cè)抬高,調(diào)節(jié)軌道的傾角,使小車在軌道上自由運動,觀察電腦屏幕上的v?t圖像,直至圖像為一條平行于時間軸的直線;
②在左側(cè)掛一個小盤,使小車無初速滑下,根據(jù)計算機上的v?t圖像得出小車的加速度a;
③從小車上取下質(zhì)量為mx的砝碼放到小盤中,再使小車無初速度滑下,根據(jù)計算機上的v?t圖像得出小車相應的加速度a;
④改變mx的大小,重復步驟③,得到6組mx及其對應的加速度a的數(shù)據(jù);
⑤建立坐標系,作出如圖丙所示的a?mx圖像。
若從圖丙中求出斜率k=10m/(kg?s2),截距b=0.8m/s2,則小盤的質(zhì)量m0=______ kg,小車及上面固定的位移傳感器的總質(zhì)量M=______kg(不含砝碼的質(zhì)量,g取10m/s2)。
四、簡答題:本大題共2小題,共22分。
13.甲車沿平直公路勻速行駛,乙車停在甲前方相鄰的平行車道上。當兩車相距x0=22m時甲車開始勻減速剎車,準備停車,此時乙車開始運動,行駛方向與甲車相同。從甲車減速時開始計時,甲車第1秒內(nèi)位移為24m、第4秒內(nèi)位移為1m,乙車運動的v?t圖像如圖所示。已知甲車剎車時間小于4s,求:
(1)乙車勻加速過程的位移大??;
(2)甲車勻速行駛時的速度大小和勻減速的加速度大??;
(3)甲乙兩車相遇的時間。
14.如圖所示,一傾角為37°的粗糙斜面體靜置在地面上,斜面體頂端裝有一光滑定滑輪。一細繩跨過滑輪,一端懸掛質(zhì)量m=1kg的物體P,另一端與輕質(zhì)彈簧相連,輕質(zhì)彈簧另一端連接質(zhì)量為M的物體Q,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),Q與斜面間恰好沒有摩擦力,此時彈簧的伸長量ΔL1=2cm。現(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動P,直至懸掛P的細繩與豎直方向成α=60°角時,Q剛好發(fā)生滑動,整個過程中細繩始終處于繃直狀態(tài),設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。已知斜面體始終保持靜止,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8。則Q剛要滑動時,求:
(1)Q與斜面間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)彈簧的伸長量ΔL2;
(3)地面受到的摩擦力Ff。
五、計算題:本大題共1小題,共18分。
15.如圖為某物流公司兩段傳送帶截面圖,水平傳送帶1的長度L1=3.6m,傾斜傳送帶2的長度L2=3m、傾角θ=37°,兩傳送帶均做逆時針轉(zhuǎn)動且轉(zhuǎn)速相同?,F(xiàn)將質(zhì)量m=2kg的貨物輕輕地放在傳送帶1的右端a處,貨物與傳送帶1、2之間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,貨物經(jīng)過連接點b處時速度大小不變。已知貨物可視為質(zhì)點,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8。
(1)若貨物以最短的時間從a傳送到b,求傳送帶的最小速度v1的大小。
(2)若貨物恰能運送到c,求傳送帶的最小速度v2的大小。
(3)若傳送帶的速度為v3=4m/s,求貨物從a運送到c的時間。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A.在國際單位制中,力學的基本單位共3個,是千克、秒、米,其他單位都是導出單位,故A錯誤;
B.在乒乓球比賽中,研究乒乓球的旋轉(zhuǎn)時,乒乓球的大小和形狀不能忽略,不能將乒乓球視為質(zhì)點,故B錯誤;
C.選取不同的參考系,同一物體的運動速度可能不同,運動軌跡也可能不同,故C錯誤;
D.“2023年5月10日21時22分”是指時刻,故D正確。
故選:D。
知道物理學由國際單位制由基本單位和導出單位構成,掌握質(zhì)點、參考系、時間和時刻的概念。
本題考查單位制、質(zhì)點、參考系、時間和時刻的概念,在培養(yǎng)學生的物理學科素養(yǎng)。
2.【答案】C
【解析】解:A.貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射性現(xiàn)象,說明原子核具有復雜的結(jié)構,故A錯誤;
B.質(zhì)子和中子都是強子,電子是輕子,故B錯誤;
C.核電站反應堆中需要用鎘棒能吸收中子的特性,通過控制中子的數(shù)量控制鏈式反應的速度,故C正確;
D.根據(jù)半衰期的概念可知,氡222衰變?yōu)獒?18的半衰期是3.8天,經(jīng)過7.6天,有34氡的原子核發(fā)生了衰變,故D錯誤。
故選:C。
貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射性現(xiàn)象,電子是輕子,核電站反應堆中需要用鎘棒能吸收中子的特性,根據(jù)半衰期的概念分析D。
本題考查衰變及半衰期的特點,解題關鍵掌握近代物理學史,注意平時的積累。
3.【答案】D
【解析】解:AB.根據(jù)核反應的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,X的質(zhì)量數(shù)為26?23=3,電荷數(shù)為13?12=1,所以X為 13H,故AB錯誤;
CD.根據(jù)質(zhì)能方程可知E=Δmc2=(m1+m2?m3)c2
故C錯誤,D正確。
故選:D。
根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得出X的類型;根據(jù)質(zhì)量虧損的定義和質(zhì)能方程完成分析。
本題主要考查了愛因斯坦質(zhì)能方程,熟悉電荷量守恒和質(zhì)量數(shù)守恒,結(jié)合質(zhì)能方程即可完成分析。
4.【答案】B
【解析】解:A.測量遏止電壓時,應該給光電管加上反向電壓,使光電子逸出后減速運動,圖中的電路不能測量遏止電壓,故A錯誤;
B.將電源的正、負極對調(diào),給光電管兩端加上反向電壓,若電壓超過遏止電壓,光電子不能從K極到達A極,電路中無電流,則微安表示數(shù)為零;若電壓小于遏止電壓,光電子從K極到達A極的數(shù)目減速,電路中的電流減小,則微安表示數(shù)減小,故B正確;
C.把滑動變阻器的滑動片向左移,正向電壓減小,若沒有達到飽和光電流,則微安表示數(shù)減??;若已經(jīng)達到飽和光電流,則微安表示數(shù)不變,故C錯誤;
D.僅增大入射光的強度,則單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)目增多,因此微安表示數(shù)一定增大,故D錯誤。
故選:B。
A.測量遏止電壓時,應該給光電管加上反向電壓,據(jù)此分析作答;
B.將電源的正、負極對調(diào)后,給光電管加上了反向電壓,據(jù)此分析作答;
C.把滑動變阻器的滑動片向左移,正向電壓減小,分析電路中的電流變化;
D.入射光的強度與飽和光電流的大小有關,據(jù)此分析作答。
本題主要考查了光電效應;知道飽和光電流與入射光的強度有關,知道遏止電壓的含義。
5.【答案】C
【解析】解:A、當人運動到a點時,彈性繩的拉力為零,人受到的合力為重力,不為零,故A錯誤;
B、c點是人能到達的最低點,故人在c點時的速度為零,b點是人靜止懸吊時的平衡位置,故bc段彈性繩的拉力大于重力,c點加速度不為零,方向豎直向上,故B錯誤;
C、人在Pb段所受的彈性繩的拉力小于重力,合力向下,并向下做加速運動,一直處于失重狀態(tài),故C正確;
D、人在bc段彈性繩的拉力大于人的重力,彈性繩的彈力F越來越大,由F?mg=ma可知,人的加速度逐漸變大,故D錯誤。
故選:C。
(1)物體的加速度向下時處于失重狀態(tài),加速度向上時處于超重狀態(tài)。
(2)b點彈力等于重力,彈力與形變量相關,可以判斷彈力與重力的大小關系,Pa段只受重力,ab段彈力小于重力,bc段彈力大于重力。
本題關鍵要會判斷不同階段彈力與重力的大小關系,確定加速度的大小及方向的變化,才能判斷人的運動情況。
6.【答案】D
【解析】解:AB.甲圖中,B與地面間的最大靜摩擦力為
FBmax=μ2(GA+GB)=0.3×(10+20)N=9N
拉力F=8N2N,所以A、B相對滑動,A受到的滑動摩擦力為FA=μ1GA=0.2×10N=2N
方向水平向左;對B進行受力分析可知,A對B的滑動摩擦力向右,大小為2N,小于B與地面間的最大靜摩擦力9N,則B靜止不動,所以地面對B的靜摩擦力大小是2N,方向水平向左,故C錯誤,D正確。
故選:D。
分別對兩圖中整體和A、B進行分析,先確定拉力與最大靜摩擦力間的關系,判斷摩擦力的性質(zhì),再根據(jù)平衡條件或滑動摩擦力公式求解摩擦力大小。
本題考查摩擦力的性質(zhì),要注意在求解摩擦力時一定要先正確判斷摩擦力的性質(zhì),明確是靜摩擦力還是滑動摩擦力,然后再根據(jù)各自的性質(zhì)進行分析求解。
7.【答案】B
【解析】解:開始時兩彈簧都處于拉伸狀態(tài),當兩彈簧的總長度等于兩彈簧的原長之和時,對質(zhì)量為m1的物體進行受力分析可知,若A、B兩彈簧均處于原長狀態(tài),則質(zhì)量為m1的物體不能平衡;同理,若A彈簧處于壓縮狀態(tài),B彈簧處于拉伸狀態(tài),則質(zhì)量為m1的物體仍然不能平衡。
綜上所述,A彈簧處于拉伸狀態(tài),B彈簧處于壓縮狀態(tài),且兩彈簧的形變量相同,托起前,(m1+m2)g=k1 x1,m2g=k2x2,A、B兩彈簧的形變量分別為x1=(m1+m2)gk1,x2=m2gk2
托起后,A彈簧處于拉伸狀態(tài),B彈簧處于壓縮狀態(tài),且兩彈簧的形變量相同,設該形變量為x,由平衡條件得k1x+k2x=m1g
則x=m1gk1+k2
此過程中質(zhì)量為m2的物體上升的高度是h=(x1?x)+(x2+x)=x2+x1=m2gk2+(m1+m2)gk1
此過程中質(zhì)量為m1的物體上升的高度是h1=x1?x=(m1+m2)gk1?m1gk1+k2
故B正確,故ACD錯誤。
故選:B。
利用胡克定律和平衡條件,分別對兩彈簧進行分析,判斷出彈簧始末狀態(tài)解出對應形變量,繼而判斷位置變化關系。
本題是彈簧連接體問題,關鍵是判斷出彈簧的始末狀態(tài)。再根據(jù)幾何長度關系判斷位置變化情況。
8.【答案】BC
【解析】解:A.氫原子的能級En指的是氫原子處于各個狀態(tài)時的能量值,包括氫原子的電勢能和動能,故A錯誤;
B.氫原子從n=4能級躍遷到n=3時輻射出光子的能量為ΔE=E4?E3=?0.85eV?(?1.51eV)=0.66eV,故B正確;
C.根據(jù)題意可知,大量處于n=3能級的氫原子在躍遷時,可以輻射3種光子,即從n=3躍遷到n=2、從n=2躍遷到n=1和從n=3躍遷到n=1,可知,此光子為從n=2躍遷到n=1時輻射的光子的能量最大為10.2eV,根據(jù)光電效應可知,光電子的最大初動能為Ek=10.2eV?2.25eV=7.95eV,故C正確;
D.從能級3躍遷到能級2比從能級4躍遷到能級2輻射出可見光的能量小,由公式E=hcλ可知,從能級3躍遷到能級2輻射出可見光的波長較長,則用這兩種光在同一雙縫干涉裝置中做實驗,前者的相鄰條紋間距更大,故D錯誤。
故選:BC。
能級間躍遷時輻射的光子能量等于兩能級間的能級差,即Em?En=hv,根據(jù)光電效應分析C,根據(jù)條紋間距公式分析D。
解決本題的關鍵知道能級間躍遷輻射或吸收光子能量滿足:Em?En=hv,注意光電效應方程的運用。
9.【答案】BD
【解析】解:ABD.對物體進行受力分析如圖所示
則有根據(jù)平衡條件,平行斜面方向Fcsβ=Ff+mgsinθ①
根據(jù)滑動摩擦力公式Ff=μFN②
垂直斜面方向FN=mgcsθ?Fsinβ③
聯(lián)立①②③解得F=mgsinθ+μmgcsθcsβ+μsinβ
當β=30°時,拉力F最小,最小值為 32mg,此時物體受4個力作用,故A錯誤,B、D正確。
C.斜面對物體的作用力指的是摩擦力Ff和支持力FN的合力,則有
tanα=FNFf=FNμFN=1μ
μ不變,則tanα不變,即斜面對物體的作用力的方向不隨拉力F的變化而變化,故C錯誤。
故選:BD。
根據(jù)受力情況,結(jié)合幾何角度,分析斜面對物塊作用力的方向;
對物塊受力分析,根據(jù)平衡條件列式,求解力的大小。
本題考查學生對平衡條件的掌握,解題關鍵是正確受力分析正交分解,列出相應的平衡等式。
10.【答案】BCD
【解析】解:A.對小孩受力分析,小孩受到重力、支持力和滑板對小孩向上的摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律有mgsin37°?μ1mgcs37°=ma1
代入數(shù)據(jù)解得a1=2m/s2,故A錯誤;
BCD.對滑板運用牛頓第二定律有mgsin37°+μ1mgcs37°?μ2?2mgcs37°=ma2
代入數(shù)據(jù)解得a2=0.5m/s2
設經(jīng)過時間t小孩離開滑板,則12a1t2?12a2t2=2m
解得
t=2 63s
小孩剛離開滑板時,滑板下滑的距離12a2t2=12×0.5×(2 63)2m=23m
故BCD正確。
故選:BCD。
根據(jù)牛頓第二定律計算小孩和滑板的加速度,根據(jù)位移-時間公式、小孩和木板的位移關系,計算滑板下滑的距離。
本題考查板塊模型問題,要求掌握受力分析和運動分析,牛頓第二定律和勻變速直線運動規(guī)律。
11.【答案】
【解析】解析:(1)A.在進行實驗時,應先打開電源,再釋放紙帶,故A錯誤;
B.打點計時器應接在交流電源上,故B正確;
C.實驗時,應該使小車運動的速度不宜過大也不宜過小,故C錯誤;
D.處理數(shù)據(jù)時,應該舍去紙帶上密集的點,利用點跡清晰、點間間隔適當?shù)囊徊糠贮c進行測量和計算,故D正確:
E.釋放小車時,應將其靠近打點計時器,以便打出更多的點進行探究,故E正確。
故選:BDE。
(2)由題意可得,兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為t=2T=2f=250s=0.04s
(3)由題中數(shù)據(jù)可得,打D點時小車的速度為vD=s4+s52t=2.93+×10?2m/s≈0.79m/s
小車的加速度為a=(s4+s5+s6)?(s1+s2+s3)(3t)2=(2.63+3.40+3.88?1.51?1.98?2.45)×10?29×0.022m/s2≈3m/s2
故答案為:(1)BDE;(2)0.04;(3)0.79;3。
(1)根據(jù)實驗注意事項和誤差產(chǎn)生的原因分析判斷;
(2)根據(jù)頻率和周期的關系求解相鄰計時點的時間間隔,再求兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔;
(3)根據(jù)勻變速直線運動某段中間時刻速度等于該段的平均速度,求打D點時小車的速度,根據(jù)逐差法求小車的加速度。
本題考查探究小車速度隨時間變化的規(guī)律實驗,要求掌握實驗原理、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理和誤差分析;注意紙帶上計時點與計數(shù)點的區(qū)別。
12.【答案】所掛鉤碼的總質(zhì)量過大
【解析】解:(1)以小車與鉤碼組成的系統(tǒng)為研究對象,忽略摩擦力,系統(tǒng)所受的合外力等于鉤碼的重力m鉤碼g,由牛頓第二定律得m鉤碼g=(m小車+m鉤碼)a
小車的加速度a=m鉤碼m小車+m鉤碼g
小車受到的拉力F=m小車a=m鉤碼m小車m小車+m鉤碼g
當m鉤碼?m小車時,可以認為小車受到的合力等于鉤碼的重力;如果鉤碼的總質(zhì)量太大,則小車受到的合力小于鉤碼的重力,實驗誤差較大,a?F圖像偏離直線。
(2)設小車及上面固定的位移傳感器的總質(zhì)量為M,小盤的質(zhì)量為m0,對小盤進行受力分析有(m0+mx)g?F拉=(m0+mx)a
對小車進行受力分析有F拉=(M+m?mx)a
解得a=gM+m+m0mx+m0M+m+m0g
對于a?mx圖像,斜率k=gM+m+m0
截距b=m0gM+m+m0
由題意可知k=10m/(kg?s2),b=0.8m/s2
解得:m0=0.08kg,M=0.82kg。
故答案為:(1)所掛鉤碼的總質(zhì)量過大;(2)0.08;0.82。
(1)以小車和鉤碼組成的系統(tǒng)為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合圖像的特點完成分析;
(2)分別對小車和小盤進行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律和圖像的物理意義得出對應的質(zhì)量。
本題主要考查了牛頓第二定律的驗證實驗,根據(jù)實驗原理掌握正確的實驗操作,結(jié)合牛頓第二定律和圖像的物理意義即可完成分析。
13.【答案】解:(1)v?t圖象與坐標軸圍成的面積表示位移,則乙車勻加速過程的位移大?。簒=122×3m=18m;
(2)設甲車初速度為v0,減速的加速度大小為a2,
設第4秒內(nèi)甲車運動了Δt,甲車逆運動為勻加速運動,則
第4s內(nèi)位移:x4=12a2Δt2
第1s內(nèi)位移:x=12a2(Δt+3)2?12a2(Δt+2)2
解得:Δt=0.5s,a2=8m/s2
甲車勻速行駛時的速度大小:v0=a2(Δt+3),解得:v0=28m/s;
(3)假設從甲車減速開始經(jīng)過t1(x乙′+x0),即甲車停止時還沒有第二次相遇
設甲車停下后再經(jīng)t′兩車第二次相遇,則x甲′?(x乙′+x0)=vt′
解得:t′=0.25s
甲車乙車第二次相遇時間為:t2=t′+3s+Δt
解得:t2=3.75s
答:(1)乙車勻加速過程的位移大小為18m;
(2)甲車勻速行駛時的速度大小為28m/s,勻減速的加速度大小為8m/s2;
(3)甲乙兩車第一次相遇的時間為1s,第二次相遇時間為3.75s。
【解析】(1)v?t圖象與坐標軸圍成的面積表示位移,由此求解乙車勻加速過程的位移大小;
(2)設甲車初速度為v0,減速的加速度大小為a2,逆向分析,根據(jù)位移-時間關系求解加速度大小,再根據(jù)速度-時間關系求解初速度大?。?br>(3)假設從甲車減速開始經(jīng)過t1L
則貨物不能恰運送到c。
若傳送帶的速度小于6m/s,則貨物到達b與傳送帶有共同速度,
在傳送帶2上做勻減速運動,加速度為:a2=mgsin37°?μmgcs37°m=(10×0.6?0.5×10×0.8)m/s2=2m/s2,
若貨物恰能運送到c,則貨物到c點的速度為零,則:v22=2a2L2
代入數(shù)據(jù)解得:v2=2 3m/s
(3)若傳送帶的速度為v3=4m/s,貨物在傳送帶1上先做勻加速運動,
與傳送帶達到共同速度后做勻速運動,則做勻加速運動的時間為:t1=v3a1=45s=0.8s
做勻加速運動的位移:x1=v322a1=422×5m=1.6m
則做勻速運動的時間為:t2=L1?x1v3=3.6?1.64s=0.5s
由于v3>v2
所以貨物到達c速度沒減小到零,則:x3=v3t4?12a2t42
代入解二次方程得:t4=1s或t4=3s(舍去)
貨物從a運送到c的時間:t=t1+t2+t4=0.8s+0.5s+1s=2.3s
答:(1)若貨物以最短的時間從a傳送到b,傳送帶的最小速度v1的大小6m/s;
(2)若貨物恰能運送到c,傳送帶的最小速度v2的大小為2 3m/s;
(3)若傳送帶的速度為v3=4m/s,貨物從a運送到c的時間為2.3s。
【解析】(1)貨物在傳送帶1上只做勻加速直線運動時,根據(jù)運動學公式v2=2ax求傳送帶的最小速度;
(2)分析傳送帶2不轉(zhuǎn)動、速度大于4m/s、速度在0

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