
1.《考工記》是春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期齊國(guó)人的一部科技著作,是古代手工技術(shù)規(guī)范的匯集。其中的《辀人篇》中記載:“勸登馬力,馬力既竭,辀尤能一取焉?!币馑际牵厚R拉車的時(shí)候,馬停止用力了,車還能前進(jìn)一段距離,這是世界上對(duì)慣性現(xiàn)象的最早論述。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 馬停止用力,車在短時(shí)間內(nèi)還受到向前拉力,所以還能繼續(xù)前進(jìn)一段距離
B. 馬停止用力,由于車的慣性,所以車仍能繼續(xù)前進(jìn)一段距離才停下來(lái)
C. 車停下來(lái)的過(guò)程中,隨著速度逐漸減小,車的慣性也逐漸減小
D. 車完全停下來(lái)后,處于平衡狀態(tài),根據(jù)牛頓第一定律,車不受任何外力的作用
2.我國(guó)游泳運(yùn)動(dòng)員潘展樂(lè)在2024年巴黎奧運(yùn)會(huì)男子100米自由泳決賽中贏得冠軍,決賽中潘展樂(lè)在50米長(zhǎng)的泳池中游一個(gè)來(lái)回,前50米用時(shí)22.28秒,后50米用時(shí)24.12秒,總成績(jī)?yōu)?6.40秒,打破世界紀(jì)錄。下列說(shuō)法正確的是( )
A. “100米”指的是位移大
B. “46秒40”表示時(shí)刻
C. 潘展樂(lè)前50米的平均速度小于后50米的平均速度
D. 研究潘展樂(lè)的劃水及觸壁轉(zhuǎn)身動(dòng)作時(shí)不能將他看作質(zhì)點(diǎn)
3.如圖所示,1、2、3、4、5為某懸索橋上五根豎直吊索,間距相等。兩輛小汽車a、b車頭在t=0時(shí)刻分別對(duì)齊1、3繩,在兩條平行車道上以相同初速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),在t=t1時(shí)刻a、b兩車頭都對(duì)齊5繩,下列分析不正確的是( )
A. a、b兩車在這段時(shí)間內(nèi)的位移之比為2:1
B. a、b兩車在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度之比為2:1
C. a、b兩車在這段時(shí)間內(nèi)的加速度之比為2:1
D. a、b兩車在t=t1時(shí)刻的瞬時(shí)速度之比大于2:1
4.近日憨態(tài)可掬的大熊貓“花花”可謂火出了圈,引得大批游客慕名參觀。如圖為大熊貓抓住樹(shù)干靜止時(shí)的圖片。下列關(guān)于大熊貓受力說(shuō)法正確的是( )
A. 大熊貓受重力、摩擦力
B. 大熊貓的手越干越粗糙,摩擦力越大
C. 大熊貓把樹(shù)枝抓得越緊,越不容易掉下來(lái)
D. 隨著大熊貓抓樹(shù)枝的力增加,摩擦力方向可能由向下變成向上
5.如圖所示為某款可以調(diào)節(jié)背帶長(zhǎng)短的挎包?,F(xiàn)將該挎包分別用圖中兩種方式掛在掛鉤上,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 背帶長(zhǎng)時(shí),背帶上的張力大
B. 背帶短時(shí),背帶上的張力大
C. 背帶長(zhǎng)時(shí),背帶受到掛鉤的作用力大
D. 背帶短時(shí),背帶受到掛鉤的作用力大
6.2023年,我國(guó)“雙曲線二號(hào)”火箭完成垂直起降飛行試驗(yàn),意味著運(yùn)載火箭的可重復(fù)使用技術(shù)取得了重要突破。試驗(yàn)過(guò)程中,火箭持續(xù)向下噴射燃?xì)猥@得豎直向上的推力,若地面測(cè)控系統(tǒng)測(cè)出火箭豎直起降全過(guò)程的v?t圖像如圖,火箭在t=0時(shí)刻離開(kāi)地面,在t4時(shí)刻落回起點(diǎn),不計(jì)空氣阻力及火箭質(zhì)量的變化,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 在t1時(shí)刻,火箭上升到最高位置
B. 在0?t1時(shí)間內(nèi),火箭受到的推力先增大后逐漸減小為零
C. 在t1?t2時(shí)間內(nèi),火箭所受合外力逐漸減小為零
D. 在t3?t4時(shí)間內(nèi),火箭先失重、后超重
7.圖甲為掛在架子上的雙層晾衣籃。上、下籃子完全相同且保持水平,每個(gè)籃子由兩個(gè)質(zhì)地均勻的圓形鋼圈穿進(jìn)網(wǎng)布構(gòu)成,兩籃通過(guò)四根等長(zhǎng)的輕繩與鋼圈的四等分點(diǎn)相連,上籃鋼圈用另外四根等長(zhǎng)輕繩系在掛鉤上。晾衣籃的有關(guān)尺寸如圖乙所示,則圖甲中上、下各一根繩中的張力大小之比為( )
A. 1:1B. 2:1C. 5:2D. 5:4
二、多選題:本大題共3小題,共18分。
8.在某個(gè)惡劣天氣中,能見(jiàn)度很低。甲、乙兩汽車在一條平直的單行道上,甲在前、乙在后同向行駛。某時(shí)刻兩車司機(jī)聽(tīng)到前方有事故發(fā)生的警笛提示,同時(shí)開(kāi)始剎車,兩車剎車后的v?t圖像如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 甲車的加速度大于乙車的加速度
B. 若t=24s時(shí)兩車未發(fā)生碰撞,則此時(shí)兩車相距最近
C. 兩車一定不會(huì)發(fā)生碰撞,因?yàn)橐臆嚤燃总囅韧O聛?lái)
D. 為避免兩車發(fā)生碰撞,開(kāi)始剎車時(shí)兩車的間距至少為48m
9.如圖是行李安檢機(jī)示意圖。行李箱由靜止放上勻速運(yùn)行的傳送帶,后沿著斜面滑到地面上,不計(jì)行李箱在MN轉(zhuǎn)折處的機(jī)械能損失和斜面的摩擦力。關(guān)于行李箱在傳送帶和斜面上的速度v或加速度a隨時(shí)間t變化的圖像,下列可能正確的是( )
A. B. C. D.
10.如圖所示,水平恒力F推著平板小車和貨物在水平地面一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng),小車和貨物的質(zhì)量分別為M和m,貨物與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,最大靜摩擦與滑動(dòng)摩擦相等。小車與地面間的滾動(dòng)摩擦力不計(jì),且貨物與平板車左側(cè)推桿不接觸,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,下列分析正確的是( )
A. 貨物受到的合力大小為mm+MF B. 貨物受到的合力大小一定為μmg
C. 貨物受到的摩擦力大小一定為mm+MF D. 水平恒力F大于μmg時(shí),貨物會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)
三、實(shí)驗(yàn)題:本大題共2小題,共16分。
11.某同學(xué)做“探究彈簧彈力和彈簧形變量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲,下列操作規(guī)范的有______。
A.實(shí)驗(yàn)前,必須先把彈簧水平放置測(cè)量其原長(zhǎng)
B.逐一增掛鉤碼,記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重
C.隨意增減鉤碼,記下增減鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重
D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,不需要整理并復(fù)原實(shí)驗(yàn)器材
(2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,每次都待彈簧處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)讀出彈簧的長(zhǎng)度,某次測(cè)量指針指在刻度尺的位置如圖乙所示,則該讀數(shù)為_(kāi)_____cm;
(3)該同學(xué)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,描繪出彈簧的伸長(zhǎng)量Δx與彈力F相關(guān)的點(diǎn)如圖丙所示;
(4)請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)用線來(lái)擬合這些點(diǎn),并根據(jù)擬合的線,回答以下問(wèn)題:
①根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷,彈簧形變長(zhǎng)度在0?6cm范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系滿足胡克定律,這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)k= ______N/m;(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
②圖線中后半部分明顯偏離直線,你認(rèn)為造成這種現(xiàn)象的主要原因是______。
12.圖甲是“探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。
(1)有關(guān)本實(shí)驗(yàn)方案的操作和判斷,下列說(shuō)法正確的是______。
A.本實(shí)驗(yàn)方案中需要用到刻度尺、天平及秒表
B.長(zhǎng)木板右側(cè)適當(dāng)墊高是為了補(bǔ)償小車受到的阻力
C.在探究小車加速度與小車的總質(zhì)量M關(guān)系時(shí),可以改變小車內(nèi)鉤碼數(shù)量,重復(fù)實(shí)驗(yàn),測(cè)定多組相關(guān)數(shù)據(jù),再通過(guò)作出a?M的圖像,得到a與M的反比關(guān)系
D.平衡阻力時(shí),需要在砝碼盤內(nèi)放上適量的砝碼,先打開(kāi)電源,后釋放小車,觀察紙帶上打出的點(diǎn)跡是否均勻
(2)圖乙是實(shí)驗(yàn)得到紙帶的一部分,每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出。相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距已在圖中給出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz,則小車的加速度大小為_(kāi)_____m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
(3)實(shí)驗(yàn)得到的理想a?F圖像應(yīng)是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,但由于實(shí)驗(yàn)誤差影響,常出現(xiàn)如圖丙所示的①、②、③三種情況。
其中圖線①的產(chǎn)生原因是不滿足“鉤碼的總質(zhì)量______(填“遠(yuǎn)小于”或“遠(yuǎn)大于”)小車質(zhì)量”的條件;圖線③的產(chǎn)生原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)______。(填“小”或“大”)
四、計(jì)算題:本大題共3小題,共38分。
13.如圖所示,為我國(guó)智能機(jī)器人自動(dòng)分揀快遞包裹系統(tǒng),智能機(jī)器人攜帶包裹從供包臺(tái)靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),抵達(dá)分揀口時(shí),速度恰好減為零,然后,翻轉(zhuǎn)托盤使托盤傾角緩慢增大,直至包裹滑下,將包裹投入分揀口中。某次分揀時(shí),攜帶包裹的智能機(jī)器人沿傾角為α=10°的軌道從供包臺(tái)靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到相距44m的分揀口處,在運(yùn)行過(guò)程中包裹與托盤保持相對(duì)靜止,已知智能機(jī)器人加速過(guò)程的加速度a為2m/s2,運(yùn)行的最大速度vm=4m/s,智能機(jī)器人以最大速度勻速運(yùn)動(dòng)8s后,做勻減速運(yùn)動(dòng),并剛好停在分揀口。智能機(jī)器人運(yùn)送包裹過(guò)程中可視為質(zhì)點(diǎn)。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)智能機(jī)器人勻減速過(guò)程的加速度a為多大;
(2)若包裹與托盤的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ= 33,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則在智能機(jī)器人到達(dá)分揀口處,要使得包裹能下滑,則托盤與車上表面的夾角最小是多少度。
14.如圖所示,一傾角為53°、質(zhì)量為M=5kg的斜面體A置于水平面上,在斜面體和豎直墻面之間放置一質(zhì)量為m=6kg的光滑小球B,斜面體A受到水平向右的推力F,使A、B系統(tǒng)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知斜面體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,sin53°=0.8,cs53°=0.6,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)小球B受到斜面體A彈力N1的大小和受到墻面彈力N2的大??;
(2)地面對(duì)斜面體A支持力N0的大小;
(3)水平向右的推力F的最小值。
15.如圖所示為游樂(lè)場(chǎng)“智勇大沖關(guān)”最后一關(guān)的滑道,沖關(guān)者坐上坐墊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿傾角θ=37°的軌道AB滑下,經(jīng)C點(diǎn)滑上正以v0=3m/s的速度沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)的水平傳送帶CD,B、C兩點(diǎn)平滑銜接、間距可忽略,沖關(guān)者經(jīng)C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)后水平拋出,落在水面上的E點(diǎn),已知A、B兩點(diǎn)距離X=4m,傳送帶CD長(zhǎng)度L=3.25m,坐墊與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.5,坐墊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.2,沖關(guān)者和坐墊可視為質(zhì)點(diǎn),sin37°=0.6,cs37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)沖關(guān)者在AB段下滑的加速度a1的大小和到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度vB的大?。?br>(2)沖關(guān)者從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的時(shí)間t;
(3)由于機(jī)械故障,傳送帶CD在沖關(guān)者到達(dá)B點(diǎn)時(shí)突然沿逆時(shí)針?lè)较蛞詖=2m/s的速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng),試判斷沖關(guān)者能否順利通過(guò)D點(diǎn)。
答案解析
1.B
【解析】解:AB.馬停止用力,車就不再受到向前拉力作用,由于車的慣性,所以車仍能繼續(xù)前進(jìn)一段距離才停下來(lái),故A錯(cuò)誤,B正確;
C.質(zhì)量是慣性的唯一的量度,因此車停下來(lái)的過(guò)程中,隨著速度逐漸減小,可車的質(zhì)量不變,車的慣性大小不變,故C錯(cuò)誤;
D.車完全停下來(lái)后處于平衡狀態(tài),車只是在運(yùn)動(dòng)的方向上不受力作用,但在豎直方向上,車仍受到重力與地面的支持力的作用,這兩個(gè)力大小相等方向相反,合力是零,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
一切物體都有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì),叫慣性;一切物體在沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候,總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài);質(zhì)量是慣性的唯一的量度。
本題綜合考查了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、慣性的理解等多方面的知識(shí),關(guān)鍵是熟練掌握力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。
2.D
【解析】解:A.“100m”這里指的是路程,不是位移大小,故A錯(cuò)誤;
B.“46秒40”表示整個(gè)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,不是時(shí)刻,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)平均速度等于位移和時(shí)間的比值可知,潘展樂(lè)兩個(gè)過(guò)程中位移的大小相等,前一個(gè)過(guò)程時(shí)間短于后一個(gè)過(guò)程的時(shí)間,故前一個(gè)過(guò)程平均速度大于后一個(gè)過(guò)程的平均速度,故C錯(cuò)誤;
D.研究潘展樂(lè)的劃水及觸壁轉(zhuǎn)身動(dòng)作時(shí)他的大小和形狀不可忽略,故不能看成質(zhì)點(diǎn),故D正確。
故選:D。
根據(jù)路程與位移、時(shí)間與時(shí)刻、平均速度和質(zhì)點(diǎn)的概念進(jìn)行分析解答。
考查路程與位移、時(shí)間與時(shí)刻、平均速度和質(zhì)點(diǎn)的概念,會(huì)在具體實(shí)例中做出正確分析和解答。
3.C
【解析】解:A、設(shè)相鄰豎直吊繩間距為L(zhǎng),則a車的位移大小為4L,b車的位移大小為2L,所以a、b兩車在這段時(shí)間內(nèi)的位移之比為2:1,故A正確;
B、二者運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等,由平均速度的公式v?=xt,則可得va?vb?=xaxb=4L2L=21,故B正確;
CD、由平均速度公式得va?=v0+va2
vb?=v0+vb2
可得va=2vb+v0,即a車的末速度比b車的兩倍還要大;
由加速度得定義式a=ΔvΔt可得,a車的加速度為aa=va?v0t
b車的加速度為ab=vb?v0t
所以aaab=va?v0vb?v0=2vb+v0vb?v0>21,故C錯(cuò)誤,D正確。
本題選擇不正確的
故選:C。
將乙車的位移設(shè)為2L,則甲車的位移為4L,結(jié)合各個(gè)選項(xiàng),利用直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律列出關(guān)系式以判斷正誤。
本題需要將元加速直線運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律結(jié)合,利用題中給出的相等量列出等式以此解決此類問(wèn)題。
4.C
【解析】解:A、大熊貓受重力、摩擦力和樹(shù)干的彈力作用,故A錯(cuò)誤;
BD、小熊貓?zhí)幱陟o止?fàn)顟B(tài),豎直方向,大熊貓的重力和摩擦力平衡,則所受摩擦力方向總是豎直向上,且大小不變,故BD錯(cuò)誤;
C、大熊貓把樹(shù)枝抓得越緊,最大靜摩擦力越大,越不容易產(chǎn)生滑動(dòng),即越不容易掉下來(lái),故C正確;
故選:C。
大熊貓?zhí)幱陟o止?fàn)顟B(tài),受力平衡,對(duì)大熊貓受力分析,結(jié)合平衡條件分析即可。
本題考查摩擦力,解題關(guān)鍵是對(duì)大熊貓做好受力分析,結(jié)合共點(diǎn)力平衡分析即可。
5.B
【解析】解:AB.兩種方式下,挎包均處于平衡狀態(tài),進(jìn)行受力分析如圖
豎直方向上:2Tsinθ=mg
背帶短時(shí),背帶與水平的夾角θ更小,可知此時(shí)背帶上的張力更大,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.兩種方式下,對(duì)挎包整體進(jìn)行受力分析,可知掛鉤對(duì)挎包的作用力大小均等于重力大小,故CD錯(cuò)誤。
故選:B。
共點(diǎn)力平衡條件下的受力分析,通過(guò)整體法和隔離法對(duì)挎包進(jìn)行受力分析,列式子求解即可。
本題考查學(xué)生共點(diǎn)力的在不同情況下的靜態(tài)平衡,考查學(xué)生的受力分析能力和對(duì)整體法和隔離法的運(yùn)用,需要注意背帶的張力與水平的夾角變化。
6.D
【解析】解:A.v?t圖線和橫軸所圍成的面積代表位移,由圖可知,在t2時(shí)刻速度為零,圍成的面積正的最大,說(shuō)明火箭上升到最高位置,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)v?t圖像的切線斜率表示加速度,可知在0?t1時(shí)間內(nèi),圖像的切線斜率先增大后減小,最后為零,即加速度先增大后減小,最后為零,根據(jù)牛頓第二定律F?mg=ma,可知火箭受到的推力F先增大后逐漸減小,最后等于mg,故B錯(cuò)誤;
C.在t1?t2時(shí)間內(nèi),切線斜率在增大,根據(jù)牛頓第二定律可知,火箭所受合外力逐漸增大,故C錯(cuò)誤;
D.由圖可知,在t3?t4時(shí)間內(nèi),火箭先向下加速,再向下減速,故火箭先失重、后超重,故D正確。
故選:D。
A.根據(jù)v?t圖像圖線和橫軸所圍成的面積的物理意義進(jìn)行分析解答;
BC.根據(jù)v?t圖像的切線斜率的物理意義結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行分析判斷;
D.根據(jù)圖像判斷火箭在相應(yīng)時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)情況和加速度方向,再判斷超失重問(wèn)題。
考查運(yùn)動(dòng)學(xué)中的v?t圖像的認(rèn)識(shí)和理解,熟練掌握?qǐng)D像的切線斜率和圖線與橫軸所圍成的面積的物理意義。
7.C
【解析】解:對(duì)上下兩籃子整體分析
根據(jù)平衡條件和對(duì)稱關(guān)系可知,每根繩上的拉力的豎直向上的分量為14?2mg=12mg,繩與籃子平面夾角為β,由幾何關(guān)系得:
csβ=RL=2440=0.6
F1sinβ=12mg
解得:F1=58mg,
隔離下面籃子,對(duì)下籃子受力分析根據(jù)平衡條件可知,
F2=14mg,
則F1:F2=5:2,
故C正確,ABD錯(cuò)誤;
故選:C。
對(duì)上下兩籃子整體分析可得每根繩豎直向上的分力與籃子重力的關(guān)系,根據(jù)繩長(zhǎng)和籃子直徑的關(guān)系得出繩與水平方向的夾角為53°,結(jié)合幾何關(guān)系計(jì)算出每根輕繩對(duì)籃子的拉力;隔離下面籃子,對(duì)下籃子受力分析可得每根繩豎直向上的力等于籃子重力的14。
本題主要考查了共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題,主要考察整體法與隔離法的應(yīng)用。
8.BD
【解析】解:A、v?t圖像的斜率表示加速度,則a甲=0?1648?0m/s2=?13m/s2
則a乙=0?2040?0m/s2=?0.5m/s2
所以甲的加速度小于乙車的加速度,故A錯(cuò)誤;
B、開(kāi)始時(shí),甲在前、乙在后,在0?24s內(nèi),乙車的速度比甲車的大,兩車間的距離逐漸減小。24s后,乙車的速度比甲車的小,兩車間的距離逐漸增大,所以t=24s時(shí)兩車相距最近,故B正確;
CD、當(dāng)二者共速的時(shí)候用時(shí)為t,則有v甲?a甲t=v乙?a乙t,解得t=24s
v?t圖像相對(duì)位移可以用面積差來(lái)表示
則Δx=x乙?x甲=(20?16)×242m=48m
即如果二者原本距離小于48m是會(huì)發(fā)生碰撞的,故C錯(cuò)誤,D正確;
故選:BD。
根據(jù)v?t圖像的斜率求出兩車的加速度進(jìn)行比較;
共速時(shí)候還未相撞,此時(shí)會(huì)出現(xiàn)最小距離;
找共速時(shí)候二者的相對(duì)位移判斷是否相撞;判斷二者之間的安全距離。
本題考查運(yùn)動(dòng)學(xué)中的追及問(wèn)題,關(guān)鍵要抓住兩車恰好不發(fā)生碰撞的臨界條件是兩車速度相等,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和速度與時(shí)間圖線的意義進(jìn)行分析。
9.BC
【解析】解:A、行李箱由靜止放上勻速運(yùn)行的傳送帶后,行李箱在滑動(dòng)摩擦力作用下向前做勻加速直線運(yùn)動(dòng),可能一直勻加速運(yùn)動(dòng)到M處?;闲泵婧?,不計(jì)斜面的摩擦力,行李箱可能做加速度更大的勻加速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確;
CD、行李箱在傳送帶上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)受到恒定的滑動(dòng)摩擦力,加速度不變,可能達(dá)到與傳送帶共速,共速后,加速度為零,進(jìn)入斜面后加速度也恒定,加速度可能比傳送帶上的小,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選:BC。
行李箱在傳送帶上可能一直勻加速運(yùn)動(dòng)到M處,也可能在到達(dá)M處之前已與傳送帶共速,接著勻速運(yùn)動(dòng)到M處;行李箱在傳送帶上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度不變,共速后合力為零,加速度為零,進(jìn)入斜面而后受力也恒定,加速度也恒定。根據(jù)行李箱的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況分析。
本題解題關(guān)鍵是分析出行李箱在滑動(dòng)摩擦力作用下向前做勻加速直線運(yùn)動(dòng),可能一直加速,也可能先加速與傳送帶共速后勻速,而加速度的判斷需要根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)階段的受力情況結(jié)合牛頓第二定律判斷。
10.AC
【解析】解:A、對(duì)小車和貨物整體,根據(jù)牛頓第二定律得:F=(m+M)a
根據(jù)牛頓第二定律可得貨物受到的合力大小為:F合=ma=mm+MF,故A正確;
B、小車與貨物之間的最大靜摩擦力大小為:fmax=μFN=μmg,貨物受到的靜摩擦力不一定達(dá)到最大值,所以貨物受到的合力大小不一定為μmg,故B錯(cuò)誤;
C、小車對(duì)貨物的摩擦力提供貨物加速度,即小車對(duì)貨物的摩擦力大小為:f=F合=mm+MF,故C正確;
D、貨物即將發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),小車與貨物之間的摩擦力為最大靜摩擦力:fmax=μmg。
對(duì)貨物,根據(jù)牛頓第二定律得:amax=μmgm=μg
對(duì)整體,根據(jù)牛頓第二定律得:F′=(m+M)amax=μ(m+M)g
則至少需要μ(m+M)g的推力才會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),故D錯(cuò)誤。
故選:AC。
對(duì)小車和貨物整體,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,再對(duì)貨物,根據(jù)牛頓第二定律求出貨物受到的合力大小,從而確定貨物受到的摩擦力大小。根據(jù)貨物即將發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),小車與貨物之間的摩擦力為最大靜摩擦力,對(duì)貨物和整體,分別運(yùn)用牛頓第二定律求出此時(shí)的推力,再分析D項(xiàng)。
本題主要是考查了牛頓第二定律的知識(shí);利用牛頓第二定律答題時(shí)的一般步驟是:確定研究對(duì)象、進(jìn)行受力分析、利用牛頓第二定律建立方程進(jìn)行解答;注意整體法和隔離法的應(yīng)用。
11.B 39.81 100 超過(guò)彈簧的彈性限度
【解析】解:(1)A.實(shí)驗(yàn)前,為了防止因彈簧本身的重力造成的誤差,則必須先把彈簧豎直放置測(cè)量其原長(zhǎng),故A錯(cuò)誤;
BC.逐一增掛鉤碼,記下每增加一只鉤碼后指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度和對(duì)應(yīng)的鉤碼總重,但不能隨意增減砝碼,故B正確,C錯(cuò)誤;
D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,應(yīng)拆除實(shí)驗(yàn)裝置,整理并復(fù)原實(shí)驗(yàn)器材,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
(2)刻度尺的最小刻度為1mm,則刻度尺的讀數(shù)為39.81cm;
(4)①根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線可以判斷,彈簧形變長(zhǎng)度在0~6cm范圍內(nèi),圖像為直線,即彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系滿足胡克定律,這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)
k=ΔFΔx=66×0.01N/m=100N/m
②圖線中后半部分明顯偏離直線,你認(rèn)為造成這種現(xiàn)象的主要原因是超過(guò)彈簧的彈性限度。
故答案為:(1)B;(2)39.81;(4)100;超過(guò)彈簧的彈性限度
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的操作要求逐項(xiàng)分析;
(2)根據(jù)刻度尺分度值讀數(shù);
(4)①圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù);
②圖中的后半部分明顯偏離直線,即彈力與形變量不成正比,是因?yàn)槌^(guò)了彈性限度。
熟練掌握實(shí)驗(yàn)原理、操作要求和注意事項(xiàng)等是解題的基礎(chǔ)。
12.B 2.86 遠(yuǎn)小于 小
【解析】解:(1)A.本實(shí)驗(yàn)方案中需要用到刻度尺用測(cè)量位移;需要測(cè)出小車質(zhì)量,故需要天平;因打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身就具有計(jì)時(shí)功能,故不需要秒表,故A錯(cuò)誤;
B.為保證小車所受的合力為繩子的拉力,故長(zhǎng)木板右側(cè)適當(dāng)墊高是為了補(bǔ)償小車受到的阻力,故B正確;
C.探究小車加速度與小車的總質(zhì)量M關(guān)系時(shí),可以改變小車內(nèi)鉤碼數(shù)量,重復(fù)實(shí)驗(yàn),測(cè)定多組相關(guān)數(shù)據(jù),再通過(guò)作出a?1M的圖像,得到a與M的正比關(guān)系,故C錯(cuò)誤;
D.平衡阻力時(shí),不需要在砝碼盤內(nèi)放上適量的砝碼,且不掛上繩子,先打開(kāi)電源,后釋放小車,觀察紙帶上打出的點(diǎn)跡是否均勻,故D錯(cuò)誤。
故選:B。
(2)由題知,電源的頻率為f=50Hz,每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出,故相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間為
t=5T=5f=550s=0.1s
根據(jù)逐差法Δx=at2,可得
a=16.29+13.43+10.59?7.72?4.88?2.019×0.12×0.01m/s2=2.86m/s2
(3)由丙圖知,圖線①向下偏曲,則產(chǎn)生原因是不滿足“鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量”的條件;
由丙圖知,圖線③,F(xiàn)需要加到一定值時(shí)才有加速度,說(shuō)明摩擦力較大,則產(chǎn)生原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板的傾角過(guò)小。
故答案為:(1)B;(2)2.86;(3)遠(yuǎn)小于;小
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理及操作規(guī)范分析解答;
(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx=aT2可以求出加速度的大小。
(3)在驗(yàn)證加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),在重物質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量M時(shí),可近似認(rèn)為小車受到的拉力等于重物重力,當(dāng)不能滿足這個(gè)條件時(shí),將會(huì)出現(xiàn)誤差,圖像將偏離直線,結(jié)合圖像與坐標(biāo)軸交點(diǎn)分析。
要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力,只要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類實(shí)驗(yàn)題目,而實(shí)驗(yàn)步驟,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān),故要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握。
13.解:(1)勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的位移:x1=vm22a=422×2m=4m
勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的位移:x2=vt=4×8m=32m
勻減速運(yùn)動(dòng)的位移:x3=x?x1?x2=(44?4?32)m=8m
加速度:a2=?vm22x3=?422×8m/s2=?1m/s2
所以減速的加速度為1m/s2。
(2)包裹剛好能夠下落時(shí),最大靜摩擦力需滿足:f=mgsin(θ+α)
即:μmgcs(θ+α)=mgsin(θ+α),
代入數(shù)據(jù)后得到:tan(θ+α)=μ= 33,θ=20°。
即夾角最小值為20°。
答:(1)機(jī)器人勻減速過(guò)程的加速度為1m/s2;
(2)若包裹與托盤的動(dòng)摩擦因數(shù)為,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則在機(jī)器人到達(dá)分揀口處,要使得包裹能下滑,托盤與車上表面的夾角最小是20°。
【解析】(1)利用勻加速運(yùn)動(dòng),勻速運(yùn)動(dòng)的位移公式,求出減速運(yùn)動(dòng)的位移,用減速運(yùn)動(dòng)的位移和速度關(guān)系,求出減速運(yùn)動(dòng)的加速度。
(2)利用物體在斜面上恰能下滑,得到動(dòng)摩擦因數(shù)與傾角之間的關(guān)系,進(jìn)而推導(dǎo)傾角大小。
本題屬于基礎(chǔ)的受力分析和勻變速直線運(yùn)動(dòng)求解,請(qǐng)注意斜面本身就有傾角,計(jì)算時(shí)需要減掉這一部分。
14.解:(1)對(duì)B球受力分析,受重力mg,斜面體A的支持力N1,墻的支持力N2,受力如下圖所示,
由共點(diǎn)力的平衡條件有:N1sin53°?N2=0,N1cs53°?mg=0
聯(lián)立解得:N1=53mg=53×6×10N=100N,N2=43mg=43×6×10N=80N
(2)對(duì)AB整體受力分析,受AB重力,地面的支持力N0和摩擦力f(也可能向左),墻面的支持力N2,外力F,受力如圖所示,
則由共點(diǎn)力的平衡條件,豎直方向有:N0=(M+m)g=(6+5)×10N=110N
(3)斜面體受到的最大靜摩擦力:fm=μN(yùn)0=μ(m+M)g=0.2×(6+5)×10N=22N
水平向右的外力F最小(設(shè)為Fm)時(shí),斜面體可能有向左運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),靜摩擦力向右,
對(duì)整體由平衡條件可得:F=N2?fm=80N?22N=78N
答:(1)球B受到斜面體的彈力大小N1為110N,墻面的彈力大小N2為80N;
(2)地面對(duì)斜面體A支持力N0的大小為110N;
(3)水平向右的推力F的最小值為78N。
【解析】(1)對(duì)B球受力分析求斜面體對(duì)B的彈力和墻面對(duì)B的彈力;
(2)對(duì)AB整體受力分析求斜面體受到水平面的支持力;
(3)斜面體受到的最大靜摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,當(dāng)推力最小時(shí),靜摩擦力向右,對(duì)整體由平衡條件求最小的推力。
本題中兩物體相互擠壓受力平衡,選擇整體法和隔離法求解外力和內(nèi)力,當(dāng)需要求外力大小分情況討論時(shí),一般要根據(jù)靜摩擦力的方向不同來(lái)分情況討論。
15.解:(1)沖關(guān)者在軌道AB上運(yùn)動(dòng)時(shí),對(duì)人與坐墊分析,由牛頓第二定律得
mgsinθ?μ1mgcsθ=ma1
解得:a1=2m/s2
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有
vB2=2a1X
解得:vB=4m/s
(2)沖關(guān)者在軌道AB上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
t1=vBa1=42s=2s
因vB>v0,所以沖關(guān)者滑上傳送帶后先向右做勻減速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得
a2=μ2mgm=μ2g=0.2×10m/s2=2m/s2
設(shè)沖關(guān)者速度到3m/s時(shí)通過(guò)的位移為x,可得
x=vB2?v022a2
解得:x=1.75mL=3.25m
所以沖關(guān)者能順利通過(guò)D點(diǎn)。
答:(1)沖關(guān)者到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度vB大小為4m/s;
(2)沖關(guān)者從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的時(shí)間t為3s;
(3)沖關(guān)者能順利通過(guò)D點(diǎn)。
【解析】(1)沖關(guān)者在軌道AB上下滑時(shí)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律求出加速度a1的大小,根據(jù)速度—位移公式求出沖關(guān)者到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度vB的大??;
(2)根據(jù)速度—時(shí)間公式求出在軌道AB上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。沖關(guān)者滑上傳送帶后,分析其運(yùn)動(dòng)情況,由牛頓第二定律求解加速度,根據(jù)速度—位移公式求解沖關(guān)者減速到3m/s時(shí)的位移,再求從C到D的時(shí)間,從而求得從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的時(shí)間;
(3)根據(jù)動(dòng)能定理求出沖關(guān)者在傳送帶上速度減至零滑行的距離,與傳送帶CD長(zhǎng)度L比較,即可判斷沖關(guān)者能否順利通過(guò)D點(diǎn)。
本題考查牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用,解題關(guān)鍵是分析好沖關(guān)者的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,分段運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律列式求解速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
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