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2019-2020年高一上学期期末物理试卷含解析IV
一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分,在每题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的)1.下列关于质点的叙述中正确的是( )A.质点就是一个有质量的点B.原子因为很小,所以原子就是一个质点C.地球的质量和体积都很大,所以当然并不能看做质点D.质点是物理学上常用的忽略次要因素而抽象出的理想化模型2.下列关系速度和加速度的说法中,正确的是( )A.物体的速度变化越快,加速度越大B.物体的速度为零时,加速度也为零C.物体的速度变化量越大,加速度越大D.物体的速度越大,加速度也越大3.如图所示,物体静止在一固定在水平地面上的斜面上,下列说法正确的是( )A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B.物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力是一对作用力和反作用力C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力D.物体所受重力和斜面对物体的支持力是一对平衡力4.关于合力与分力,下列说法正确的是( )A.合力的大小一定大于每一个分力的大小B.合力的大小至少大于其中一个分力C.合力的效果与两个共点分力F
1、F2的共同作用效果相同D.合力F的大小随分力F
1、F2间夹角的减小而减小5.某质点作直线运动,位移随时间变化的关系式为x=(4t+2t2)m,则对这个质点运动描述,正确的是( )A.初速度为4m/sB.加速度为2m/s2C.加速度为1m/s2D.10s时的速度为36m/s6.a、b两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的v﹣t图象如图所示,下列说法正确的是( )A.60s时,物体a在物体b的前方B.20s时,a、b两物体相距最远C.a、b加速时,物体a的加速度大于物体b的加速度D.40s时,a、b两物体速度相等,相距200m7.如图所示,固定斜面C的倾角为θ,物体A放在斜面C上,物体B叠放在物体A上,A、B的质量均为m,且上、下表面均与斜面平行,A、B一起沿斜面匀速下滑,则( )A.A与B之间没有静摩擦力B.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上C.A与B之间的动摩擦因数μ=tanθD.A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsinθ8.某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球,小铁球上升到最高点后自由下落,穿过湖水并陷入湖底的淤泥中一段深度.不计空气阻力,取向上为正方向,在下边v﹣t图象中,最能反映小铁球运动过程的速度﹣时间图线是( )A.B.C.D.9.如图所示,在光滑水平面上有甲、乙两木块,质量分别为m1和m2,中间用一原长为L,劲度系数为k的轻质弹簧连接起来,现用一水平力F向左拉木块甲,当两木块一起匀加速运动时,两木块之间的距离是( )A.L+B.C.D.10.如图所示,穿在一根光滑固定杆上的小球A、B通过一条跨过定滑轮的细绳连接,杆与水平方向成θ角,不计所以摩擦,当两球静止时,OA绳与杆的夹角为θ,OB绳沿竖直方向,则( )A.A可能受到2个力的作用B.B可能受到3个力的作用C.A、B的质量之比为1tanθD.A、B的质量之比为tanθ111.甲、乙两球质量分别为m
1、m2,从同一地点(足够高)同时静止释放.两球下落过程中所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比,与球的质量无关,即f=kv(k为正的常量),两球的v﹣t图象如图所示,落地前,经过时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v
1、v2,则下落判断正确的是( )A.甲球质量大于乙球B.C.释放瞬间甲球的加速度较大D.t0时间内,两球下落的高度相等12.如图所示,小车向右运动的过程中,某段时间内车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止,悬挂小球A的悬线与竖直线有一定夹角.这段时间内关于物块B受到的摩擦力,下列判断中正确的是( )A.物块B不受摩擦力作用B.物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向右C.物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向左D.因小车的运动性质不能确定,故B受到的摩擦力情况无法判断
二、填空题(本题共四小题,每空2分,请将每小题的最终答案写在题中的横线上,不需要写出推演过程)13.如图,某同学用手拉着小车静止在倾角为30°的光滑斜面上,已知小车的质量为m=1kg,重力加速度g=10m/s2,则绳子对小车的拉力F= N,斜面对小车的支持力大小FN= N.14.两个完全相同的小球用一根轻弹簧连接诶,球A上端用细线系住挂起来,系统保持静止,则剪断细线的瞬间,A球的加速度大小为 m/s2,方向为竖直向 (填“上”或“下”),B球加速度大小为 m/s2.(重力加速度取10m/s2)15.如图所示,细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球,当滑块至少以加速度a= 向左运动时,小球对滑块的压力等于零,当滑块以a=2g的加速度向左运动时,线中拉力T= .16.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图1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.(计算结果保留3位有效数字)
(1)在打点计时器打B、C、D点时,小车的速度分别为vB= m/s;vC= m/s;vD= m/s.
(2)在图2坐标系中画出小车的v﹣t图象.
(3)求出小车的加速度 .
三、计算或论述题本题共三小题,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位17.如图所示,轻绳OA一端系于天花板上,与竖直方向的夹角为30°,水平轻绳OB的一端系于竖直墙上,O点挂一重物.如果绳OA能承受的最大拉力是300N,其余两绳能承受的拉力足够大,那么在O点最多能挂多重的重物?此时绳OB的拉力是多大?18.如图(甲)所示,质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动.过P点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时,选取水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得vt图象如图(乙)所示.取重力加速度为g=10m/s2.求
(1)物体在0~4s内和4~10s内的加速度a
1、a2的大小;
(2)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(3)10s末物体离P点的距离.19.如图所示,一足够长的固定光滑斜面倾角θ=37°,两物块A、B的质量mA=1kg、mB=4kg.两物块之间的轻绳长L=
0.5m,轻绳可承受的最大拉力为T=12N,对B施加一沿斜面向上的力F,使A、B由静止开始一起向上运动,力F逐渐增大,g取10m/s2(sin37°=
0.6,cos37°=
0.8).
(1)若某一时刻轻绳被拉断,求此时外力F的大小;
(2)若轻绳拉断瞬间A、B的速度为3m/s,绳断后保持外力F不变,求当A运动到最高点时,A、B之间的距离. xx安徽省铜陵市高一(上)期末物理试卷参考答案与试题解析
一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分,在每题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的)1.下列关于质点的叙述中正确的是( )A.质点就是一个有质量的点B.原子因为很小,所以原子就是一个质点C.地球的质量和体积都很大,所以当然并不能看做质点D.质点是物理学上常用的忽略次要因素而抽象出的理想化模型【考点】质点的认识.【分析】质点是用来代替物体的有质量的点.当物体的大小和形状对所研究的问题没有影响或影响可忽略不计时,可以把物体当作质点.根据这个条件进行判断.【解答】解A、质点是忽略了物体的形状和大小,把物体看成一个具有质量的点,这是为了研究问题方便而建立的理想化模型,不是几何点,所以A错误.B、原子很小,但在研究原子内部的结构等的时候是不能看成质点的,故B错误;C、质点是用来代替物体的有质量的点.当研究地球的公转时,地球的大小和形状对所研究的问题影响可忽略不计,可以把地球当作质点,所以C错误;D、质点是物理学上常用的忽略次要因素而抽象出的理想化物理模型,故D正确.故选D 2.下列关系速度和加速度的说法中,正确的是( )A.物体的速度变化越快,加速度越大B.物体的速度为零时,加速度也为零C.物体的速度变化量越大,加速度越大D.物体的速度越大,加速度也越大【考点】加速度.【分析】加速度等于单位时间内的速度变化量,反映速度变化快慢的物理量.【解答】解A、加速度是反映速度变化快慢的物理量,速度变化越快,加速度越大,故A正确.B、物体的速度为零,速度变化率不一定为零,则加速度不一定为零,比如,自由落体运动的初始时刻,速度为零,加速度不为零,故B错误.C、物体的速度变化量越大,速度变化不一定快,加速度不一定大,故C错误.D、物体的速度越大,速度变化不一定快,加速度不一定大,故D错误.故选A 3.如图所示,物体静止在一固定在水平地面上的斜面上,下列说法正确的是( )A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B.物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力是一对作用力和反作用力C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力D.物体所受重力和斜面对物体的支持力是一对平衡力【考点】牛顿第三定律;共点力平衡的条件及其应用.【分析】物体静止在斜面上,受重力、支持力、摩擦力处于平衡状态.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力;物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力.斜面对物体的作用力是支持力和摩擦力的合力,与重力平衡.【解答】解A、物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力.故A错误.B、物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力,方向都向下,不是一对平衡力,故B错误.C、斜面对物体的作用力是支持力和摩擦力的合力,与重力平衡.所以物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力.故C正确D、物体所受重力方向竖直向下,斜面对物体的支持力方向垂直斜面向上,不在同一直线上,不是平衡力.故D错误.故选C 4.关于合力与分力,下列说法正确的是( )A.合力的大小一定大于每一个分力的大小B.合力的大小至少大于其中一个分力C.合力的效果与两个共点分力F
1、F2的共同作用效果相同D.合力F的大小随分力F
1、F2间夹角的减小而减小【考点】力的合成.【分析】两个大小不变的共点力的合力范围是|F1﹣F2|≤F合≤F1+F2.【解答】解A、合力与分力遵循平行四边形定则,合力可能比分力小,故A错误;B、两个大小不变的共点力的合力范围是|F1﹣F2|≤F合≤F1+F2;合力的大小可能等于F1也可能等于F2,比如3N和4N的合力范围是1N≤F合≤7N,故B错误;C、合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同,是等效替代关系,故C正确;D、两个分力夹角在0°到180°之间时,根据平行四边形定则,夹角越小,合力越大,故D错误;故选C. 5.某质点作直线运动,位移随时间变化的关系式为x=(4t+2t2)m,则对这个质点运动描述,正确的是( )A.初速度为4m/sB.加速度为2m/s2C.加速度为1m/s2D.10s时的速度为36m/s【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系.【分析】根据位移时间关系,比较位移时间关系求出加速度和初速度,再根据匀变速直线运动的规律求解.【解答】解据匀变速直线运动的公式有,可知物体运动的初速度v0=4m/s,加速度为4m/s2,故A正确,BC错误.据速度时间关系知,物体10s时的速度为v=v0+at=4+4×10=44m/s,故D错误.故选A. 6.a、b两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的v﹣t图象如图所示,下列说法正确的是( )A.60s时,物体a在物体b的前方B.20s时,a、b两物体相距最远C.a、b加速时,物体a的加速度大于物体b的加速度D.40s时,a、b两物体速度相等,相距200m【考点】匀变速直线运动的图像.【分析】在速度﹣时间图象中,图象与坐标轴围成的面积表示位移,图线的斜率表示加速度,根据斜率的大小比较加速度大小.根据位移关系分析何时相遇.【解答】解A、根据v﹣t图线与时间轴所围图形的面积表示位移,可知,60s内a的位移比b的位移大,则60s时,物体a在物体b的前方,故A正确.B、a、b两物体从同一位置沿同一方向做直线运动,到40s末之前a的速度一直大于b的速度,a、b之间的间距逐渐增大,40s之后a的速度小于b的速度,b开始追赶a物体,间距减小,所以40s末两物体相距最远,故B错误.C、在速度﹣时间图象中图线的斜率表示加速度,则知a、b加速时,物体a的加速度小于物体b的加速度.故C错误.D、40s时,a、b两物体速度相等,相距距离S=×20m+×40×20m=900m,故D错误.故选A 7.如图所示,固定斜面C的倾角为θ,物体A放在斜面C上,物体B叠放在物体A上,A、B的质量均为m,且上、下表面均与斜面平行,A、B一起沿斜面匀速下滑,则( )A.A与B之间没有静摩擦力B.A受到B的静摩擦力方向沿斜面向上C.A与B之间的动摩擦因数μ=tanθD.A受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsinθ【考点】摩擦力的判断与计算.【分析】对B物体受力分析,根据共点力平衡可以得出A受力的情况,得出AB间摩擦力的大小及方向.再对整体受力分析可得出A受斜面的摩擦力情况.【解答】解AB、对B受力分析可知,B受重力、支持力;将重力分解可知重力有沿斜面向下的分力,要使B能匀速下滑,受力一定平衡,故A对B应有沿斜面向上的摩擦力,由牛顿第三定律可知,A受到B的摩擦力应沿斜面向下,故AB错误;C、A与B间的摩擦力为静摩擦力,无法根据滑动摩擦力的公式求解动摩擦因数,故C错误;D、对AB整体分析,并将整体重力分解,可知沿斜面方向上,重力的分力与摩擦力等大反向,故A受的滑动摩擦力沿斜面向上,大小为2mgsinθ,故D正确.故选D. 8.某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球,小铁球上升到最高点后自由下落,穿过湖水并陷入湖底的淤泥中一段深度.不计空气阻力,取向上为正方向,在下边v﹣t图象中,最能反映小铁球运动过程的速度﹣时间图线是( )A.B.C.D.【考点】匀变速直线运动的图像.【分析】速度图象中速度大于0表示物体沿正方向运动,速度小于0表示物体沿负方向运动;速度图象的斜率等于物体的加速度;斜率的绝对值越大代表物体的加速度越大.【解答】解物体在竖直上升过程中物体的速度竖直向上,即速度大于0,此时物体的加速度为a1=g,方向竖直向下;到达最高点后做自由落体运动,速度方向竖直向下,即速度小于0,此时物体的加速度加速度为a2=g,方向竖直向下.故进入湖水之前物体的加速度保持不变.故速度图象的斜率保持不变.铁球进入湖水后受到湖水的阻力作用,但重力大于阻力,加速度向下但加速度a3<g,速度方向仍然向下即速度小于0.在淤泥中运动的时候速度仍向下,即速度小于0,但淤泥对球的阻力大于铁球的重力,所以加速度方向竖直向上,故物体做减速运动.故C正确.故选C. 9.如图所示,在光滑水平面上有甲、乙两木块,质量分别为m1和m2,中间用一原长为L,劲度系数为k的轻质弹簧连接起来,现用一水平力F向左拉木块甲,当两木块一起匀加速运动时,两木块之间的距离是( )A.L+B.C.D.【考点】牛顿第二定律;胡克定律.【分析】由胡可定律结合牛顿第二定律求出弹簧的伸长量,可得木块间的距离.【解答】解设弹簧伸长量为x,两木块一起匀加速运动,它们有共同的加速度.对于整体,由牛顿第二定律F=(m1+m2)a对于乙F弹=m2a由胡克定律F弹=kx由
①②③解得,故两木块之间的距离是.故A正确.故选A 10.如图所示,穿在一根光滑固定杆上的小球A、B通过一条跨过定滑轮的细绳连接,杆与水平方向成θ角,不计所以摩擦,当两球静止时,OA绳与杆的夹角为θ,OB绳沿竖直方向,则( )A.A可能受到2个力的作用B.B可能受到3个力的作用C.A、B的质量之比为1tanθD.A、B的质量之比为tanθ1【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】分别对A、B两球分析,运用合成法,用T表示出A、B两球的重力,同一根绳子上的拉力相等,即绳子AB两球的拉力是相等的.【解答】解A、对A球受力分析可知,A受到重力,绳子的拉力以及杆对A球的弹力,三个力的合力为零,不可能只受2力,否则合力不零,A不能平衡,故A错误;B、对B球受力分析可知,B受到重力,绳子的拉力,两个力合力为零,杆子对B球没有弹力,否则B不能平衡,故B错误;C、分别对AB两球分析,运用合成法,如图根据共点力平衡条件,得T=mBg根据正弦定理得=故mA mB=1tanθ,故C正确,D错误.故选C 11.甲、乙两球质量分别为m
1、m2,从同一地点(足够高)同时静止释放.两球下落过程中所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比,与球的质量无关,即f=kv(k为正的常量),两球的v﹣t图象如图所示,落地前,经过时间t0两球的速度都已达到各自的稳定值v
1、v2,则下落判断正确的是( )A.甲球质量大于乙球B.C.释放瞬间甲球的加速度较大D.t0时间内,两球下落的高度相等【考点】匀变速直线运动的图像.【分析】由图看出两球先做加速度减小的加速运动,最后都做匀速运动,重力与空气阻力平衡,根据平衡条件和牛顿第二定律列式分析.【解答】解AB、两球先做加速度减小的加速运动,最后都做匀速运动,稳定时kv=mg,因此最大速度与其质量成正比,即vm∝m,=,由图象知v1>v2,因此m甲>m乙;故A正确,B错误.C、释放瞬间v=0,空气阻力f=0,两球均只受重力,加速度均为重力加速度g.故C错误;D、图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移,由图可知,t0时间内两球下落的高度不相等;故D错误;故选A 12.如图所示,小车向右运动的过程中,某段时间内车中悬挂的小球A和车水平底板上的物块B都相对车厢静止,悬挂小球A的悬线与竖直线有一定夹角.这段时间内关于物块B受到的摩擦力,下列判断中正确的是( )A.物块B不受摩擦力作用B.物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向右C.物块B受摩擦力作用,大小恒定,方向向左D.因小车的运动性质不能确定,故B受到的摩擦力情况无法判断【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.【分析】由AB的状态知其运动状态是一样的,故加速度相同,在对A受力分析可知其合力向左,故加速水平向左,可知B的加速度和受力状况.【解答】解A和B都相对车厢静止,加速度相同,方向为水平方向,对A受力分析可知,其受到的重力和拉力的合力恒定水平向左,故加速度恒定,方向水平向左,所以B受摩擦力的作用方向向左.故C正确故选C.
二、填空题(本题共四小题,每空2分,请将每小题的最终答案写在题中的横线上,不需要写出推演过程)13.如图,某同学用手拉着小车静止在倾角为30°的光滑斜面上,已知小车的质量为m=1kg,重力加速度g=10m/s2,则绳子对小车的拉力F= 5 N,斜面对小车的支持力大小FN= N.【考点】共点力平衡的条件及其应用.【分析】对小车进行受力分析,小车受到重力、斜面对小车的支持力和拉力,小车处于静止状态,故受力平衡,这样就可以根据平衡条件解得拉力F和斜面对小车的支持力.【解答】解因为小车是静止的,受力如图根据平衡条件有F=mgsin30°=
0.5×1×10=5NFN=mgcos30°=N故答案为5, 14.两个完全相同的小球用一根轻弹簧连接诶,球A上端用细线系住挂起来,系统保持静止,则剪断细线的瞬间,A球的加速度大小为 20 m/s2,方向为竖直向 下 (填“上”或“下”),B球加速度大小为 0 m/s2.(重力加速度取10m/s2)【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力.【分析】悬线剪断前,以两球为研究对象,求出悬线的拉力和弹簧的弹力.突然剪断悬线瞬间,弹簧的弹力没有来得及变化,分析瞬间两球的受力情况,由牛顿第二定律求解加速度.【解答】解悬线剪断前,以B为研究对象可知弹簧的弹力F=mg,以A、B整体为研究对象可知悬线的拉力为(m+m)g;剪断悬线瞬间,弹簧的弹力不变,F=mg,由牛顿第二定律得对A mg+F=maA,解得aA=2g=20m/s2对B F﹣mg=maB,解得aB=0故答案为20,下,0 15.如图所示,细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球,当滑块至少以加速度a= g 向左运动时,小球对滑块的压力等于零,当滑块以a=2g的加速度向左运动时,线中拉力T= .【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.【分析】小球对滑块的压力等于零,对木块进行受力分析,其受到重力和绳子的拉力,合力水平向左,再根据牛顿第二定律就可以求得加速度;,当滑块以a=2g的加速度向左运动时,小球将离开滑块,绳子张力变得更大,其受到重力和绳子的拉力,合力水平向左,求绳子的拉力【解答】解
(1)对物体进行受力分析,如图所示由图知,F合=mg故a=g
(2)由上图得,当a=2g时,F合=ma=2mg由勾股定理得F==mg答案为g、mg 16.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,如图1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.(计算结果保留3位有效数字)
(1)在打点计时器打B、C、D点时,小车的速度分别为vB=
1.38 m/s;vC=
2.64 m/s;vD=
3.90 m/s.
(2)在图2坐标系中画出小车的v﹣t图象.
(3)求出小车的加速度
12.6 .【考点】探究小车速度随时间变化的规律.【分析】由题目所提供的数据可知,小车做匀变速直线运动,根据时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出小车通过点2时的速度大小,由△x=aT2可以求出小车的加速度大小.【解答】解
(1)交流电的频率为50Hz,则每打两个点之间的时间间隔为
0.02s,则每相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出,故相邻两个计数点的时间
0.10s.打B点时小车的速度,打C点时小车的速度vC==
2.64m/s,打D点时小车的速度.
(2)如图.
(3)由题目中数据可得△S=aT2为常数,其中△S=
12.6cm,T=
0.1s,所以解得a==
12.6m/s2.故答案为
(1)
①
1.38;
②
2.64;
③
3.90m/s;
(2);
(3)
12.6m/s2.
三、计算或论述题本题共三小题,解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位17.如图所示,轻绳OA一端系于天花板上,与竖直方向的夹角为30°,水平轻绳OB的一端系于竖直墙上,O点挂一重物.如果绳OA能承受的最大拉力是300N,其余两绳能承受的拉力足够大,那么在O点最多能挂多重的重物?此时绳OB的拉力是多大?【考点】共点力平衡的条件及其应用.【分析】对结点O进行受力分析,然后进行正交分解,根据平衡条件列方程即可求解【解答】解根据O点受力由正交分解有FOAcos30°=GFOAsin30°=FOB由于FOA=300N所以G=300×=260NFOB=300×=150N答O点最多挂260N的重物,此时OB绳的拉力为150N. 18.如图(甲)所示,质量m=2kg的物体在水平面上向右做直线运动.过P点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时,选取水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得vt图象如图(乙)所示.取重力加速度为g=10m/s2.求
(1)物体在0~4s内和4~10s内的加速度a
1、a2的大小;
(2)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(3)10s末物体离P点的距离.【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的图像.【分析】(
1、2)由v﹣t图分别求得由力F和没有力F作用时的加速度,再根据牛顿第二定律即可求解;
(3)设10s末物体离a点的距离为d,d应为v﹣t图与横轴所围的面积.【解答】解(
1、2)设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1,则由v﹣t图得a1=2m/s2
①根据牛顿第二定律,有F+μmg=ma1
②设物体向左做匀加速直线运动的加速度为a2,则由v﹣t图得a2=1m/s2
③根据牛顿第二定律,有F﹣μmg=ma2
④解
①②③④得F=3N,μ=
0.05
(3)设10s末物体离a点的距离为d,d应为v﹣t图与横轴所围的面积则d=,负号表示物体在a点以左答
(1)物体在0~4s内和4~10s内的加速度a
1、a2的大小分别为2m/s
2、1m/s2.
(2)力F的大小为3N,物体与水平面间的动摩擦因数μ为
0.05;
(3)10s末物体离a点的距离为2m. 19.如图所示,一足够长的固定光滑斜面倾角θ=37°,两物块A、B的质量mA=1kg、mB=4kg.两物块之间的轻绳长L=
0.5m,轻绳可承受的最大拉力为T=12N,对B施加一沿斜面向上的力F,使A、B由静止开始一起向上运动,力F逐渐增大,g取10m/s2(sin37°=
0.6,cos37°=
0.8).
(1)若某一时刻轻绳被拉断,求此时外力F的大小;
(2)若轻绳拉断瞬间A、B的速度为3m/s,绳断后保持外力F不变,求当A运动到最高点时,A、B之间的距离.【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.【分析】
(1)对整体分析,根据牛顿第二定律求出整体的加速度,再隔离对A分析,根据牛顿第二定律求出外力F的大小.
(2)根据牛顿第二定律求出绳断后A、B的加速度,结合速度时间公式求出A速度减为零的时间,从而求出这段时间内A、B的位移,根据位移关系求出A、B间的距离.【解答】解
(1)对整体分析,根据牛顿第二定律得F﹣(mA+mB)gsinθ=(mA+mB)aA物体T﹣mAgsinθ=mAa代入数据解得F=60N
(2)设沿斜面向上为正,A物体﹣mAgsinθ=mAaA解得,因为v0=3m/s,所以A物体到最高点为t===
0.5s此过程A物体的位移为,B物体F﹣mBgsinθ=mBaB所以两者间距为△x=xB﹣xA+L代入数据解得△x=
2.375m答
(1)此时外力F的大小为60N;
(2)A、B之间的距离为
2.375m. xx年2月19日。