考生注意:
1.本試卷滿(mǎn)分100分,考試時(shí)間75分鐘。
2.答題前,考生務(wù)必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線(xiàn)內(nèi)項(xiàng)目填寫(xiě)清楚。
3.考生作答時(shí),請(qǐng)將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑;非選擇題請(qǐng)用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書(shū)寫(xiě)的答案無(wú)效,在試題卷、草稿紙上作答無(wú)效。
4.本卷命題范圍:必修第一冊(cè)、必修第二冊(cè)第五章。
一、選擇題(本題共10小題,共46分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求,每小題4分;第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得
3分,有選錯(cuò)的得0分)
1. 關(guān)于曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( )
A. 物體在變力作用下一定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
B. 物體在恒力作用下可能做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
C. 做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,加速度一定發(fā)生變化
D. 做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,速度大小一定發(fā)生變化
【答案】B
【解析】A.物體受變力作用時(shí),如果該力與初速度方向在同一直線(xiàn)上,物體做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;
BC.物體受恒力作用時(shí),如果該力方向與初速度方向不在同一直線(xiàn)上,則物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),且加速度不變,故B正確,C錯(cuò)誤;
D.做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,速度方向一定改變,但大小可能不變,故D錯(cuò)誤。
故選B。
2. 人類(lèi)對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí),經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程,直到1687年牛頓在其出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中正式提出萬(wàn)有引力定律,才成功解釋了天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,其公式為,其中為兩個(gè)物體的質(zhì)量,r為兩個(gè)物體間的距離,G為引力常量.關(guān)于G的單位,用國(guó)際單位制中的基本單位表示正確的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由萬(wàn)有引力定律有
可得
若用國(guó)際單位制的基本單位表示為
故選A。
3. 新春佳節(jié),某同學(xué)把紅紙鋪在水平桌面上寫(xiě)“?!弊?,如圖所示,為防止紅紙滑動(dòng),在其左側(cè)放一鎮(zhèn)紙壓?。?dāng)毛筆的速度方向水平向右時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
A. 紅紙對(duì)毛筆的摩擦力方向向右
B. 紅紙對(duì)桌面的摩擦力方向向左
C. 鎮(zhèn)紙的重力與紅紙對(duì)鎮(zhèn)紙的支持力是一對(duì)平衡力
D. 桌面對(duì)紅紙的支持力和鎮(zhèn)紙對(duì)紅紙的壓力是一對(duì)相互作用力
【答案】C
【解析】AB.當(dāng)毛筆的速度方向水平向右時(shí),則紅紙對(duì)毛筆的摩擦力方向向左,根據(jù)相互作用力可知,毛筆對(duì)紅紙的摩擦力方向向右,根據(jù)受力平衡可知,桌面對(duì)紅紙的摩擦力方向向左,根據(jù)相互作用力,可知紅紙對(duì)桌面的摩擦力方向向右,故AB錯(cuò)誤;
C.以鎮(zhèn)紙為研究對(duì)象,根據(jù)受力平衡可知,鎮(zhèn)紙的重力與紅紙對(duì)鎮(zhèn)紙的支持力是一對(duì)平衡力,故C正確;
D.桌面對(duì)紅紙的支持力和鎮(zhèn)紙對(duì)紅紙的壓力即不是一對(duì)相互作用力,也不是平衡力,故D錯(cuò)誤。
故選C。
4. 加速度的定義式為,歷史上有些科學(xué)家曾把相等位移內(nèi)速度變化相等的單向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為“勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”(現(xiàn)稱(chēng)“另類(lèi)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”),“另類(lèi)加速度”的定義式為,其中和分別表示某段位移x內(nèi)的初速度和末速度,表示物體做加速運(yùn)動(dòng),表示物體做減速運(yùn)動(dòng).下列說(shuō)法正確的是( )
A. 若且保持不變,則a逐漸減小
B. 若且保持不變,則A逐漸增大
C. 若a不變,則物體在位移中點(diǎn)處的速度比大
D. 若A不變,則物體在位移中點(diǎn)處的速度比小
【答案】C
【解析】A.若且保持不變,相等位移內(nèi)速度增加量相等,但所用時(shí)間越來(lái)越短,由
可知,a逐漸增大,故A錯(cuò)誤;
B.若且保持不變,相等時(shí)間內(nèi)速度增加量相等,可知相等時(shí)間內(nèi)的位移越來(lái)越大,由
可知,A逐漸減小,故B錯(cuò)誤;
C.若a不變,根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知,物體在位移中點(diǎn)的速度為
故C正確;
D.若A不變,相等位移內(nèi)速度變化量相等,所以在位移中點(diǎn)的速度為
故D錯(cuò)誤。
故選C。
5. 如圖所示,傾角的斜劈的劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平地面上,現(xiàn)將一球放在墻面與斜劈之間,并從圖示位置由靜止釋放,不計(jì)一切摩擦.若球落地前瞬間,斜劈的速度大小為v,則此時(shí)球的速度大小為( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根據(jù)題意可知,球沿直線(xiàn)下落,斜劈水平向右運(yùn)動(dòng),將二者的實(shí)際速度分別沿平行于斜面和垂直于斜面兩個(gè)方向分解,如圖所示,對(duì)球有,
其中
聯(lián)立解得
故選D。
6. 如圖甲所示,一輕質(zhì)彈簧下端固定在水平面上,上端放一個(gè)質(zhì)量為m的物塊A,物塊A靜止后彈簧的長(zhǎng)度為;若在物塊A上端再放一個(gè)質(zhì)量為2m的物塊B,靜止后彈簧的長(zhǎng)度為,如圖乙所示.彈簧始終處于彈性限度范圍內(nèi),則彈簧的勁度系數(shù)及原長(zhǎng)分別為( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k,原長(zhǎng)為l,當(dāng)A靜止時(shí),有
當(dāng)物塊A、B均靜止時(shí),有
聯(lián)立解得
故選B。
7. 如圖所示,傾角的斜面ABC的AB段粗糙程度相同,BC段光滑。質(zhì)量的小物塊從A點(diǎn)以大小的初速度沿斜面向上滑行,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小,到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。已知小物塊在AB段運(yùn)動(dòng)時(shí)間是在BC段運(yùn)動(dòng)時(shí)間的兩倍,重力加速度g取。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 小物塊與斜面AB段間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5
B. 斜面AB段的長(zhǎng)度為0.5m
C. 斜面BC段的長(zhǎng)度為
D. 小物塊從A點(diǎn)出發(fā)到再次回到A點(diǎn)的時(shí)間為
【答案】D
【解析】A.設(shè)小物塊在段向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為,在段向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為,小物塊在段向上運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律有
解得
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有

小物塊在段的加速度大小
由牛頓第二定律有
解得
故A錯(cuò)誤;
B.斜面段的長(zhǎng)度
故B錯(cuò)誤;
C.斜面段的長(zhǎng)度
故C錯(cuò)誤;
D.分析可知,小物塊下滑經(jīng)過(guò)的速度大小仍為,小物塊在段下滑過(guò)程中,有
解得
可知小物塊在段向下做勻速運(yùn)動(dòng),則小物塊從A點(diǎn)到再次回到A點(diǎn)的時(shí)間
故D正確。
故選D。
8. 我國(guó)的無(wú)人機(jī)在各行各業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用.在一次高空攝影過(guò)程中,地面測(cè)控系統(tǒng)測(cè)出無(wú)人機(jī)從地面起飛,其豎直方向上的速度v隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示,時(shí)刻無(wú)人機(jī)回到地面.關(guān)于無(wú)人機(jī),下列說(shuō)法正確的是( )
A. 時(shí)間內(nèi),無(wú)人機(jī)加速度先增大后減小
B. 時(shí)刻,無(wú)人機(jī)上升到最高位置
C. 時(shí)間內(nèi),無(wú)人機(jī)的加速度方向先向下后向上
D. 時(shí)間內(nèi)與時(shí)間內(nèi)的平均速度大小相等
【答案】BC
【解析】A.圖像的斜率等于加速度,可知時(shí)間內(nèi),無(wú)人機(jī)的加速度向上先增大后減小,再向下增大,A錯(cuò)誤;
B.時(shí)間內(nèi)速度一直為正,則無(wú)人機(jī)一直上升,故時(shí)刻無(wú)人機(jī)上升到最高位置,B正確;
C.時(shí)間內(nèi),無(wú)人機(jī)先向下加速后向下減速,故加速度方向先向下后向上,C正確;
D.時(shí)間內(nèi)無(wú)人機(jī)上升,時(shí)間內(nèi)無(wú)人機(jī)下降并回到地面,可知時(shí)間內(nèi)與時(shí)間內(nèi)的位移大小相等,但時(shí)間關(guān)系未知,故無(wú)法確定平均速度大小關(guān)系,D錯(cuò)誤。
故選BC。
9. 某同學(xué)用一氦氣球懸掛一重物(可視為質(zhì)點(diǎn)),從地面釋放后沿豎直方向做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),過(guò)了一段時(shí)間后,懸掛重物的細(xì)線(xiàn)斷裂,又經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間,重物恰好落到地面.細(xì)線(xiàn)斷裂后重物僅受到重力作用,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 細(xì)線(xiàn)斷裂前,重物處于超重狀態(tài)
B. 細(xì)線(xiàn)斷裂前,細(xì)線(xiàn)拉力與重物的重力大小之比為
C. 細(xì)線(xiàn)斷裂時(shí)重物的高度與重物上升的最大高度之比為
D. 細(xì)線(xiàn)斷裂時(shí)重物的速度大小與重物落地時(shí)的速度大小之比為
【答案】AC
【解析】A.細(xì)線(xiàn)斷裂前,重物向上做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度方向向上,故重物處于超重狀態(tài),故A正確;
B.設(shè)勻加速上升的加速度大小為,時(shí)間為,規(guī)定向上為正方向,根據(jù)題意有
解得
對(duì)重物受力分析,由牛頓第二定律有
解得
則細(xì)線(xiàn)斷裂前,細(xì)線(xiàn)拉力與重物的重力大小之比
故B錯(cuò)誤;
CD.設(shè)細(xì)線(xiàn)斷裂時(shí)重物的高度為,速度大小為,有
解得
細(xì)線(xiàn)斷裂后,重物向上做勻減速運(yùn)動(dòng),有
解得
則重物上升的最大高度
重物落地時(shí)的速度大小
可知細(xì)線(xiàn)斷裂時(shí)重物的高度與重物上升的最大高度之比
細(xì)線(xiàn)斷裂時(shí)重物的速度大小與重物落地時(shí)的速度大小之比
故C正確,D錯(cuò)誤。
故選AC。
10. 如圖所示,粗糙水平面上放置著質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊,其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連.已知木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,木塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,可認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度大小為g.開(kāi)始時(shí),輕繩水平且拉力為零,現(xiàn)用水平向右的力F拉右側(cè)質(zhì)量為2m的木塊,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 當(dāng)時(shí),輕繩的拉力大小為
B. 當(dāng)時(shí),右側(cè)兩木塊間的摩擦力大小為
C. 當(dāng)時(shí),左側(cè)兩木塊間的摩擦力大小為
D. 為使四個(gè)木塊相對(duì)靜止,則力F的最大值為
【答案】BD
【解析】D.設(shè)上、下兩個(gè)木塊間最大靜摩擦力大小為,下面木塊與水平面間的最大靜摩擦力大小為,則,
設(shè)四個(gè)木塊相對(duì)靜止一起做勻加速的最大加速度大小為,對(duì)左側(cè)質(zhì)量為的木塊及質(zhì)量為的兩木塊三者整體受力分析,有
解得
對(duì)四個(gè)木塊整體受力分析,有
解得
D正確;
A.當(dāng)時(shí),右側(cè)兩木塊間無(wú)摩擦力,故輕繩的拉力大小為零,A錯(cuò)誤;
B.當(dāng)時(shí),四個(gè)木塊均靜止,對(duì)右側(cè)質(zhì)量為的木塊受力分析,有
解得
B正確;
C.當(dāng)時(shí),整體法有
解得
對(duì)左側(cè)質(zhì)量為的木塊受力分析,有
解得左側(cè)兩木塊間的摩擦力大小
C錯(cuò)誤。
故選BD。
二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題,共16分)
11. 某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”.一白紙固定在豎直木板上.彈簧測(cè)力計(jì)a和b連接細(xì)線(xiàn)系于結(jié)點(diǎn)O,其下端用細(xì)線(xiàn)掛一重物,分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)a和b的示數(shù),并在白紙上記錄O點(diǎn)的位置和細(xì)線(xiàn)的方向.
(1)本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是( )
A. 理想實(shí)驗(yàn)法B. 等效替代法C. 控制變量法D. 建立物理模型法
(2)圖中彈簧測(cè)力計(jì)a的示數(shù)為_(kāi)______N.
(3)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是( )
A. 應(yīng)測(cè)量重物所受重力
B. 兩彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零
C. 改變拉力,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次都要使O點(diǎn)靜止在同一位置
D. 彈簧測(cè)力計(jì)a、b通過(guò)細(xì)線(xiàn)對(duì)O點(diǎn)作用力的合力就是重物Q的重力
【答案】(1)B (2)2.6 (3)AB
【解析】
【小問(wèn)1解析】
本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證平行四邊形定則,每次兩根彈簧測(cè)力計(jì)的合力都要平衡重物的重力,采用的是等效替代法。
故選B。
【小問(wèn)2解析】
彈簧測(cè)力計(jì)a的分度值為0.2N,所以示數(shù)為2.6N。
【小問(wèn)3解析】
A.實(shí)驗(yàn)中要驗(yàn)證的是彈簧測(cè)力計(jì)a、b對(duì)O點(diǎn)的拉力用平行四邊形定則合成后,與重物對(duì)O點(diǎn)的拉力是否等大反向,而重物對(duì)O點(diǎn)的拉力與重物的重力相等,所以應(yīng)測(cè)量重物所受的重力,故A正確;
B.彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在使用前校零,故B正確;
C.改變拉力,進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次O點(diǎn)靜止時(shí),重物對(duì)O點(diǎn)的作用效果與O點(diǎn)的位置無(wú)關(guān),所以不要求每次都使O點(diǎn)靜止在同一位置,故C錯(cuò)誤;
D.彈簧測(cè)力計(jì)a、b對(duì)O點(diǎn)的拉力的合力與重物的重力是一對(duì)平衡力,而不是同一個(gè)力,故D錯(cuò)誤。
故選AB。
12. 在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某物理小組做了如圖甲所示的改進(jìn)實(shí)驗(yàn),添加了力傳感器來(lái)測(cè)細(xì)線(xiàn)的拉力.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率。
(1)在安裝器材時(shí),要調(diào)整定滑輪的高度,使拴小車(chē)的細(xì)繩與木板平行,這樣做的目的是( )
A. 為保證小車(chē)最終能夠?qū)崿F(xiàn)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
B. 防止小車(chē)在木板上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)生抖動(dòng)
C. 防止打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出的點(diǎn)痕不清晰
D. 為達(dá)到在補(bǔ)償阻力后使細(xì)繩拉力合力等于小車(chē)受的合力
(2)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的操作,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 必須用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量
B. 選用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器比選用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)誤差大
C. 為減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量
D. 小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先釋放小車(chē),再接通電源,打出一條紙帶,同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)
(3)從比較清晰的點(diǎn)跡起,每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),在紙帶上連續(xù)標(biāo)出5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E,測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)之間的距離,如圖乙所示.由圖乙數(shù)據(jù)可知,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí),小車(chē)的速度大小_______;小車(chē)的加速度大小_______.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(4)保持小車(chē)的質(zhì)量不變,由實(shí)驗(yàn)得到小車(chē)的加速度大小a與力傳感器示數(shù)F的關(guān)系圖像如圖丙所示,則小車(chē)的質(zhì)量:_______.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
【答案】(1)D (2)B (3)0.44 1.0 (4)2.7
【解析】
【小問(wèn)1解析】
實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)定滑輪高度,使細(xì)繩與木板平行,目是為了在補(bǔ)償阻力后使細(xì)繩拉力的合力等于小車(chē)所受的合力,如果不平行,細(xì)繩的拉力在垂直于木板的方向上就有分力,導(dǎo)致細(xì)繩拉力的合力不等于小車(chē)所受的合力。
故選D。
【小問(wèn)2解析】
AC.本實(shí)驗(yàn)中可以通過(guò)力傳感器獲取小車(chē)所受拉力大小,所以不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的總質(zhì)量,也不需要小車(chē)所受拉力近似等于砂和砂桶的總重力,即不需要保證砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量,故AC錯(cuò)誤;
B.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器由于振針的作用,紙帶和復(fù)寫(xiě)紙之間阻力相對(duì)較大,實(shí)驗(yàn)誤差比較大,而電火花計(jì)時(shí)器使用的是火花放電,紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力比較小,實(shí)驗(yàn)誤差也比較小,故B正確;
D.小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車(chē),打出一條紙帶,同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù),故D錯(cuò)誤。
故選B。
【小問(wèn)3解析】
由于每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔
根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于平均速度,有
根據(jù)逐差法可知,小車(chē)的加速度大小
【小問(wèn)4解析】
根據(jù)牛頓第二定律有
化簡(jiǎn)可得
可知斜率
解得
三、計(jì)算題(本題共3小題,共38分.作答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟.只寫(xiě)出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)
13. 如圖所示,粗糙水平地面上固定有一豎直光滑桿,桿上套有質(zhì)量的圓環(huán),地面上放一質(zhì)量的物塊,圓環(huán)和物塊由繞過(guò)光滑定滑輪的輕繩相連,系統(tǒng)靜止時(shí)連接圓環(huán)和物塊的輕繩與豎直方向的夾角分別為和。已知物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取,求:
(1)物塊對(duì)地面的靜摩擦力大??;
(2)若其他條件不變,僅圓環(huán)的質(zhì)量可調(diào),為保持系統(tǒng)的平衡,則圓環(huán)的最大質(zhì)量。
【答案】(1)3N (2)0.6kg
【解析】
【小問(wèn)1解析】
對(duì)圓環(huán)受力分析,豎直方向有
解得繩子的拉力大小T=5N
對(duì)物塊受力分析,水平方向有
根據(jù)牛頓第三定律,可知物塊對(duì)地面的靜摩擦力大小
【小問(wèn)2解析】
繩子的拉力大小
對(duì)物塊受力分析,豎直方向有
水平方向有
為保持系統(tǒng)的平衡,有
聯(lián)立解得
即圓環(huán)的最大質(zhì)量為0.6kg。
14. 如圖所示,傾角的斜面AB與長(zhǎng)的水平面BC在B點(diǎn)平滑連接,豎直面CD高,水平面DE與傾角長(zhǎng)的斜面EF相連接。物塊從A點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)水平面BC后由C點(diǎn)拋出,無(wú)碰撞地由E點(diǎn)進(jìn)入EF段。忽略一切阻力和摩擦,重力加速度g取。求:
(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小;
(2)斜面AB的長(zhǎng)度;
(3)物塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)的總時(shí)間。
【答案】(1)4m/s (2)1.6m (3)1.5s
【解析】
【小問(wèn)1解析】
物塊從點(diǎn)到點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),豎直方向有
解得
小球無(wú)碰撞地由E點(diǎn)進(jìn)入EF段,則
解得物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小
【小問(wèn)2解析】
物塊在段下滑時(shí),由牛頓第二定律有
解得
由勻變速運(yùn)動(dòng)公式,有
解得
【小問(wèn)3解析】
物塊在段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
物塊在段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
物塊在段下滑時(shí),由牛頓第二定律,有
解得
物塊到達(dá)點(diǎn)時(shí)的速度大小
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,有
解得
則物塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的總時(shí)間
15. 如圖所示,傾角的傳送帶以的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),質(zhì)量的物體P通過(guò)不可伸長(zhǎng)、且與傳送帶平行的輕繩跨過(guò)光滑定滑輪后與質(zhì)量的物體Q相連。初始時(shí),輕繩伸直但無(wú)拉力,物體P到地面的高度,物塊Q位于傳送帶的底端(與地面等高),某時(shí)刻將物塊P由靜止釋放且落地后不反彈,物塊Q最終恰好到達(dá)傳送帶的頂端。已知物塊Q與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,物塊P、Q均可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度g取,,。求:
(1)物體P釋放后瞬間,輕繩的拉力大??;
(2)物塊P落地前瞬間的速度大小;
(3)傳送帶最上端到地面的高度。
【答案】(1)8N (2)4m/s (3)2.64m
【解析】
【小問(wèn)1解析】
開(kāi)始時(shí),物體Q的速度小于傳送帶的速度,則滑動(dòng)摩擦力方向沿傳送帶向上
對(duì)物塊P,由牛頓第二定律,有
對(duì)物塊Q,由牛頓第二定律,有
聯(lián)立解得,
【小問(wèn)2解析】
物體Q從靜止加速至的位移大小
物塊Q與傳送帶共速后繼續(xù)加速,傳送帶給物體Q向下的滑動(dòng)摩擦力,對(duì)物塊P進(jìn)行分析,根據(jù)牛頓第二定律有
對(duì)物塊Q進(jìn)行分析,根據(jù)牛頓第二定律有
聯(lián)立解得
設(shè)物體P落地前瞬間的速度大小為,則有
解得
【小問(wèn)3解析】
物體P落地后,物體Q向上做勻減速運(yùn)動(dòng),對(duì)物塊Q進(jìn)行分析,根據(jù)牛頓第二定律有
解得
物體Q減速到再次與傳送帶共速時(shí)的位移大小
物體Q再次與傳送帶共速后繼續(xù)向上做勻減速運(yùn)動(dòng),對(duì)物塊Q進(jìn)行分析,根據(jù)牛頓第二定律有
解得
從共速到剛好到達(dá)頂端,物塊Q的位移大小
可知物塊Q的總位移大小
則傳送帶最上端到地面的高度

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