1、2015-2016学年广东省江门一中高一(上)期末物理试卷一、单选题(每题只有一个答案正确,选错不得分每题3分,共24分)1下列说法中正确的是()A质点、位移都是理想化模型B牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证C单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位D长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量2匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触关于小球的受力,说法正确的是()A重力和细线对它的拉力B重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力C重力和斜面对球的支持力D细线对它的拉力和斜面对它的支持力3物体静止在水平桌面上,则()A物体对桌面的压力与桌
2、面对物体的支持力是一对平衡力B桌面对物体的支持力与物体受到的重力是一对作用力与反作用力C物体对桌面的压力与物体受到的重力是同一性质的力D桌面对物体的支持力与物体受到的重力是一对平衡力4如图所示物体静止在粗糙水平面上,现对物体施加一个与水平方向成角的斜向上的拉力F,保持角不变,使F从零开始逐渐增大(物体始终未离开水平面),在此过程中物体受到的摩擦力将()A逐渐增大B逐渐减小C先逐渐增大后逐渐减小D先逐渐减小后逐渐增大5用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L,现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L,斜面倾角为30,如图所示,则物体所受摩擦力()A等于零B
3、大小为0.5mg,方向沿斜面向下C大小为0.5mg,方向沿斜面向上D大小为mg,方向沿斜面向上6质量为3kg的物体受到两个大小分别为1N和2N的共点力作用,则物体的加速度大小可能是()A0.2m/s2B0.3m/s2C1m/s2D1.2m/s27放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间的关系(Vt图线起于原点)如图所示,取重力加速度g=10m/s2试利用两图象可以求出物块的质量及物块与地面之间的动摩擦因数()Am=1.0kg =0.2Bm=1.5kg =0.4Cm=0.5kg =0.2Dm=0.5kg =0.48姚明已成为美国NBA一流
4、中峰,给中国人争得了很多的荣誉,让更多的中国人爱上了篮球这项运动姚明某次投篮跳起可分为下蹲、蹬地(加速上升)、离地上升、下落四个过程,下列关于蹬地和离地上升两个过程的说法正确的是(忽略空气阻力)()A两过程中姚明都处于超重状态B两过程中姚明都处于失重状态C前过程为超重,后过程为完全失重D前过程为完全失重,后过程为超重二多项选择(本题共6个小题,每题4分,共24分在每小题给出的四个选项中,每小题有多于一个选项符合题目要求,选全得4分,选不全得2分,有选错或不选的得0分)9下列关于运动和力的叙述中,正确的是()A物体在恒力作用下一定做直线运动B物体在恒力作用下可能做曲线运动C物体所受合力方向与运动
5、方向相反,该物体一定做直线运动D做曲线运动的物体,其加速度方向一定是变化的10在水平面上有一辆匀速行驶的小车,车上固定一盛满水的碗现突然发现碗中的水洒出,水洒出的情况如图所示,则关于小车在此种情况下的运动叙述正确的是()A小车匀速向左运动B小车可能突然向左加速运动C小车可能突然向左减速运动D小车可能突然向右减速运动11关于惯性,下列说法中正确的是()A材料不同的两个物体放在地面上,用一个相同的水平力分别推它们,则难以推动的物体惯性大B在完全失重的情况下,物体的惯性将消失C两个质量相同的物体,不论速度是否相同,受力是否相等,其惯性一定相同D抛出去的标枪、手榴弹等是靠惯性向远处运动的12如图所示,
6、在光滑水平面上有一物块在水平恒外力F的作用下从静止开始运动,在其正前方有一根固定在墙上的轻质弹簧,从物块与弹簧接触到弹簧压缩量最大的过程中,下列说法正确的是()A物块接触弹簧后一直做减速运动B物块接触弹簧后先做加速运动后做减速运动C当物块的加速度等于零时,速度最大D当弹簧压缩量最大时,物块的加速度等于零13如图,光滑水平面上,水平恒力F作用在木块上,小车和木块间无相对滑动,小车质量为M,木块质量为m它们共同加速度为a,木块与小车间的动摩擦因素为,则在运动过程中()A木块受到的摩擦力一定是mgB木块受到的合力为FC小车受到的摩擦力为D小车受到的合力为14如图是甲乙两物体从同一地点沿同一方向运动的
7、速度一时间图象,其中t2=2t1,则()A在t1 时刻乙物体在前,甲物体在后B甲的加速度比乙小C在t1时刻甲乙两物体相遇D在t2 时刻甲乙两物体相遇三.实验题15由图(甲)所示是验证力的平行四边形定则的实验装置,实验中,需要将橡皮筋的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳(细绳的末端都有绳套),实验中需用两个分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮筋某同学认为在此过程中必须注意以下几项:A两根细绳必须等长B橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行其中正确的是(填入相应的字母);两位同学在实验中,时得到的实验结果如乙图所示,其中有一位同学操作有错则乙图中的实验
8、结果与事实相符16某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验图(a)为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有细砂的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量,小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得图(b)为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50Hz取纸带上每两个点为一个计数点A、B、C、D、E根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2(结果保留两位有效数字)在不改变小车质量的情况下,根据实验收集的数据作出的aF 图线如图丙所示,其中F为砝码及砝码盘的总重力大小若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计滑轮质量和细线
9、与滑轮间的摩擦,已知在某一次实验中通过打出的纸带处理得小车的加速度为a,通过天平称得小车质量为M,砝码和砝码盘总质量为m,当地重力加速度为g,则图(c)中F0的大小为(用已知物理量的字母表示)根据图丙中作出的aF 图线,请写出一条对提高本实验结果准确程度有益的建议四、计算题(本大题共3小题,共37分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,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)说明:以下计算重力加速度均取g=1017质量为m=2kg的木块,放在水平面上,它们之间的动摩擦因数=0.5,现对木块施F=20N的作用力,如图所示木块运动4s后撤去力F到木块直到
10、停止(g=10m/s2)求:(1)有推力作用时木块的加速度为多大?(2)撤去推力F时木块的速度为多大?(3)撤去推力F到停止运动过程中木块的加速度为多大?(4)木块在水平面上运动的总位移为多少?18如图,足够长的斜面倾角=30,一个物体以12m/s的初速度从面上点处沿斜面向上运动,加速度大小为a=8.0m/s2 (g=10m/s2),求:(1)物体沿斜面上滑的最大距离(2)物体从A点出发经多少时间才能返回到A点?19如图所示,一块质量为M=2kg,长为L的均质板静止在很长的光滑水平桌面上,板的左端静止摆放质量为m=1kg的小物体(可视为质点),M和m之间的为动摩擦因数为=0.2在小物体m上的O
11、点连接一根很长的轻质细绳,细绳跨过位于桌边的定滑轮t=0s时刻某人以恒定拉力F=3.3N向下拉绳,t1=2s时刻细绳突然从O处断开,最后小物体m刚好能到长木板M的最右端(定滑轮光滑,长木板右端和定滑轮之间的距离足够长,g取10m/s2)求:(1)细绳没断开时,M和m的加速度各是多少?(2)当 m到达长木板M右端以后M的速度是多少?(3)长木板M的长度L是多少?2015-2016学年广东省江门一中高一(上)期末物理试卷参考答案与试题解析一、单选题(每题只有一个答案正确,选错不得分每题3分,共24分)1下列说法中正确的是()A质点、位移都是理想化模型B牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证
12、C单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位D长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量【考点】力学单位制【分析】力学中的三个基本物理量是长度、质量、时间,基本单位为米、千克、秒,注意牛顿第一定律无法通过实验验证,可以通过理想实验进行验证【解答】解:A、质点是理想化模型,而位移是物理学中的一个物理量,不是理想化模型,故A错误;B、牛顿第一定律无法通过实验验证,故B错误;C、力学中的三个基本物理量单位的符号为m、kg、s,故C正确;D、力不是基本物理量是导出物理量,故D错误故选C2匀速前进的车厢顶部用细线竖直悬挂一小球,如图所示,小球下方与一光滑斜面接触关于小球的受力,说法正确的是
13、()A重力和细线对它的拉力B重力、细线对它的拉力和斜面对它的弹力C重力和斜面对球的支持力D细线对它的拉力和斜面对它的支持力【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】小球随车做匀速运动,合力为零,先分析小球肯定受到的力:重力和细线的拉力,再用假设法分析斜面对球有无支持力【解答】解:小球必定受到重力和绳的拉力小球和光滑斜面接触,斜面对小球没有弹力,假设有弹力,小球将受到三个力作用,重力和绳的拉力在竖直方向上,弹力垂直于斜面向上,三个力的合力不可能为零,小球将向右上方运动,与题设条件矛盾故斜面对小球没有弹力故小球只受到重力和细线对它的拉力两个力故A正确,BCD错误故选A3物体静止
14、在水平桌面上,则()A物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对平衡力B桌面对物体的支持力与物体受到的重力是一对作用力与反作用力C物体对桌面的压力与物体受到的重力是同一性质的力D桌面对物体的支持力与物体受到的重力是一对平衡力【考点】作用力和反作用力;物体的弹性和弹力【分析】作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,但是两个力作用在不同的物体上平衡力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,但是两个力作用在同一个物体上【解答】解:A、物体对桌面的压力与桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力故A错误 B、D、物体静止在水平桌面上,受重力和支持力,重力和支持力是平衡力故B错误,D正确
15、C、物体对桌面的压力与物体受到的重力不是同一性质的力故C错误故选:D4如图所示物体静止在粗糙水平面上,现对物体施加一个与水平方向成角的斜向上的拉力F,保持角不变,使F从零开始逐渐增大(物体始终未离开水平面),在此过程中物体受到的摩擦力将()A逐渐增大B逐渐减小C先逐渐增大后逐渐减小D先逐渐减小后逐渐增大【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】当这个力从零开始逐渐增大过程中,木箱先保持静止状态,受到静摩擦力,根据平衡条件分析摩擦力的变化;后来物体开始运动,受到滑动摩擦力,根据竖直方向是力平衡,分析物体所受的支持力如何变化,由f=N分析摩擦力如何变化【解答】解:设F与水平方向
16、的夹角为木箱处于静止状态时,根据平衡条件得:木箱所受的静摩擦力为f=Fcos,F增大,f增大;随F的增大,木箱开始运动后,此时木箱受到的是滑动摩擦力,所受的支持力N=GFsin,F增大,N减小;摩擦力大小为f=N,N减小,则f减小故C正确故选:C5用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L,现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L,斜面倾角为30,如图所示,则物体所受摩擦力()A等于零B大小为0.5mg,方向沿斜面向下C大小为0.5mg,方向沿斜面向上D大小为mg,方向沿斜面向上【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】弹簧竖直悬挂物体
17、时,对物体受力分析,根据共点力平衡条件求出弹簧拉力;物体放在斜面上时,再次对物体受力分析,然后根据共点力平衡条件求出摩擦力【解答】解:弹簧竖直悬挂物体时,对物体受力分析,根据共点力平衡条件 F=mg 物体放在斜面上时,再次对物体受力分析,此时弹簧的拉力大小仍为F=mg,如图设物体所受的摩擦力沿斜面向上,根据共点力平衡条件,有F+f2mgsin30=0 解得 f=0故选:A6质量为3kg的物体受到两个大小分别为1N和2N的共点力作用,则物体的加速度大小可能是()A0.2m/s2B0.3m/s2C1m/s2D1.2m/s2【考点】牛顿第二定律;合力的大小与分力间夹角的关系【分析】两力的夹角不定,故
18、两力的合力具有一定的范围;由牛顿第二定律可求得可能的加速度【解答】解:两个力分别为1N和2N,则合力范围为1NF合3N,根据牛顿第二定律知,ma=F合,加速度的范围m/s2a1m/s2故C正确,ABD错误故选:C7放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间的关系(Vt图线起于原点)如图所示,取重力加速度g=10m/s2试利用两图象可以求出物块的质量及物块与地面之间的动摩擦因数()Am=1.0kg =0.2Bm=1.5kg =0.4Cm=0.5kg =0.2Dm=0.5kg =0.4【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力【分析】由vt图象看
19、出,物体在24s做匀速运动,由Ft图象读出物块在运动过程中受到的滑动摩擦力;由vt图象的斜率求出物体在02s物体的加速度,根据牛顿第二定律求出物体的质量m根据滑动摩擦力公式求出动摩擦因数【解答】解:由vt图象看出,物体在2s4s做匀速直线运动,则f=F3=2N 由速度图象可知,02s物体加速度为,F=3N由牛顿第二定律得:Ff=ma 代入数据解得:m=0.5kg,由f=N=mg 得:=0.4,故D正确,ABC错误;故选:D8姚明已成为美国NBA一流中峰,给中国人争得了很多的荣誉,让更多的中国人爱上了篮球这项运动姚明某次投篮跳起可分为下蹲、蹬地(加速上升)、离地上升、下落四个过程,下列关于蹬地和
20、离地上升两个过程的说法正确的是(忽略空气阻力)()A两过程中姚明都处于超重状态B两过程中姚明都处于失重状态C前过程为超重,后过程为完全失重D前过程为完全失重,后过程为超重【考点】超重和失重【分析】当人对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说人处于超重状态,此时有向上的加速度;当人对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说人处于失重状态,此时有向下的加速度;如果没有压力了,那么就是处于完全失重状态,此时向下加速度的大小为重力加速度g【解答】解:姚明蹬地的过程中,加速上升,加速度方向向上,所以此时,人处于超重状态;当离开地面后,人对地面就没有作用力了,此时有向下的加速度,加速度的大小为重力加速度g,
21、处于完全失重状态,故ABD错误,C正确故选:C二多项选择(本题共6个小题,每题4分,共24分在每小题给出的四个选项中,每小题有多于一个选项符合题目要求,选全得4分,选不全得2分,有选错或不选的得0分)9下列关于运动和力的叙述中,正确的是()A物体在恒力作用下一定做直线运动B物体在恒力作用下可能做曲线运动C物体所受合力方向与运动方向相反,该物体一定做直线运动D做曲线运动的物体,其加速度方向一定是变化的【考点】牛顿第二定律;牛顿第一定律;物体做曲线运动的条件【分析】当物体所受的合力与速度方向在同一条直线上,物体做直线运动,若不在同一条直线上,做曲线运动【解答】解:A、物体在恒力作用下不一定做直线运
22、动,若恒力与速度的方向不在同一条直线上,做曲线运动故A错误B、若恒力与速度的方向不在同一条直线上,物体做曲线运动故B正确C、当物体所受的合力与速度在同一条直线上,物体一定做直线运动故C正确D、做曲线运动的物体,加速度方向不一定改变,比如平抛运动的加速度方向不变故D错误故选BC10在水平面上有一辆匀速行驶的小车,车上固定一盛满水的碗现突然发现碗中的水洒出,水洒出的情况如图所示,则关于小车在此种情况下的运动叙述正确的是()A小车匀速向左运动B小车可能突然向左加速运动C小车可能突然向左减速运动D小车可能突然向右减速运动【考点】惯性【分析】水突然相对于车向右运动,说明此时水向右的速度大于车向右的速度或
23、者小车向左的速度大于水向左的速度,分情况进行讨论即可【解答】解:A、若小车匀速向左运动,则水也匀速运动,速度相等,故A错误;B、小车突然向左加速,由于惯性,水还没有来得及加速,所以小车向左的速度大于水向左的速度,可以出现图示情况,故B正确;C、小车突然向左减速,由于惯性,水还没有来得及减速,所以小车向左的速度小于水向左的速度,不可以出现图示情况,故C错误;D、小车突然向右减速,由于惯性,水还没有来得及减速,所以小车向右的速度小于水向右的速度,可以出现图示情况,故D正确;故选BD11关于惯性,下列说法中正确的是()A材料不同的两个物体放在地面上,用一个相同的水平力分别推它们,则难以推动的物体惯性
24、大B在完全失重的情况下,物体的惯性将消失C两个质量相同的物体,不论速度是否相同,受力是否相等,其惯性一定相同D抛出去的标枪、手榴弹等是靠惯性向远处运动的【考点】惯性【分析】惯性是物体的固有属性,它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质,惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大【解答】解:A、惯性大小只与物体的质量有关,与其它任何因素无关,所以质量相等,惯性就相等,故AB错误,C正确;D、抛出去的标枪、手榴弹等具有初速度,由于惯性要保持原来的运动状态,所以会向远处运动,故D正确故选CD12如图所示,在光滑水平面上有一物块在水平恒外力F的作用下从静止开始运动,在其正前方有一根固定在墙上的轻
25、质弹簧,从物块与弹簧接触到弹簧压缩量最大的过程中,下列说法正确的是()A物块接触弹簧后一直做减速运动B物块接触弹簧后先做加速运动后做减速运动C当物块的加速度等于零时,速度最大D当弹簧压缩量最大时,物块的加速度等于零【考点】牛顿第二定律;胡克定律【分析】通过对木块受力分析,抓住合力方向与加速度方向相同,通过加速度方向与速度方向的关系,判断出木块的运动情况,确定何时加速度最大,何时速度最大【解答】解:A、物体与弹簧接触后,在水平方向上受推力和弹力,开始推力大于弹力,加速度方向向右,做加速度减小的加速运动,然后弹力大于推力,加速度方向向左,做加速度增大的减速运动,当弹簧压缩到最短时,速度为零故A错误
26、,B正确C、物块先做加速运动,后做减速运动,当加速度为零时,速度最大故C正确D、当弹簧压缩量最大时,速度为零,加速度不为零,加速度达到最大故D错误故选BC13如图,光滑水平面上,水平恒力F作用在木块上,小车和木块间无相对滑动,小车质量为M,木块质量为m它们共同加速度为a,木块与小车间的动摩擦因素为,则在运动过程中()A木块受到的摩擦力一定是mgB木块受到的合力为FC小车受到的摩擦力为D小车受到的合力为【考点】牛顿第二定律;滑动摩擦力;力的合成与分解的运用【分析】对整体分析,求出加速度,再隔离分析,求出木块所受的摩擦力【解答】解:A、整体的加速度a=,隔离对小车分析,小车所受的合力为,且小车所受
27、的合力等于小车所受的摩擦力又小车所受的摩擦力等于小车对木块的摩擦力故A错误,C、D正确B、木块所受的合力故B错误故选CD14如图是甲乙两物体从同一地点沿同一方向运动的速度一时间图象,其中t2=2t1,则()A在t1 时刻乙物体在前,甲物体在后B甲的加速度比乙小C在t1时刻甲乙两物体相遇D在t2 时刻甲乙两物体相遇【考点】匀变速直线运动的图像【分析】速度时间图象中图线与时间轴围成的面积表示位移图线的斜率表示加速度的大小,结合数学知识进行分析【解答】解:AC、在t1 时刻,乙图象与时间轴围成的面积大于甲图象与时间轴围成的面积,则知乙物体的位移大于甲的位移,而两个物体是从同一地点沿同一方向运动,则在
28、t1时刻乙在前,甲在后故A正确,C错误B、因为甲图线的斜率大小小于乙图线的斜率大小,则知甲的加速度比乙小故B正确D、t2 时刻甲乙两图线与时间轴围成的面积相等,则位移相等,两物体相遇故D正确故选:ABD三.实验题15由图(甲)所示是验证力的平行四边形定则的实验装置,实验中,需要将橡皮筋的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳(细绳的末端都有绳套),实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮筋某同学认为在此过程中必须注意以下几项:A两根细绳必须等长B橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行其中正确的是C(填入相应的字母);两位同学在实验中,时
29、得到的实验结果如乙图所示,其中有一位同学操作有错则乙图中(a)的实验结果与事实相符【考点】验证力的平行四边形定则【分析】在本实验中为了减小实验误差,要求弹簧与木板平行,由于实验中不可避免的产生误差,因此两弹簧的弹力合力不可能和一个弹簧时弹力方向一致,由此可正确解答本题【解答】解:因为验证力的实验要求是比较精准的,操作过程中一但弹簧与木板摩擦,就产生了附加的力,一是不好分析了,二是计算不准确了所以为保证实验的精确性,弹簧就不能与木板接触、摩擦,要求弹簧秤与木板平行;同时,由于实验中存在误差,两弹簧弹力的合力方向与一个弹簧拉绳套时的弹力方向不可能完全相同,故(b)图与实验结果不相符,)(a)图相符
30、故答案为:弹簧秤,C,(a)16某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验图(a)为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有细砂的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量,小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得图(b)为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50Hz取纸带上每两个点为一个计数点A、B、C、D、E根据纸带可求出小车的加速度大小为0.31m/s2(结果保留两位有效数字)在不改变小车质量的情况下,根据实验收集的数据作出的aF 图线如图丙所示,其中F为砝码及砝码盘的总重力大小若最大静摩擦力等于滑动摩擦
31、力,不计滑轮质量和细线与滑轮间的摩擦,已知在某一次实验中通过打出的纸带处理得小车的加速度为a,通过天平称得小车质量为M,砝码和砝码盘总质量为m,当地重力加速度为g,则图(c)中F0的大小为mg(M+m)a(用已知物理量的字母表示)根据图丙中作出的aF 图线,请写出一条对提高本实验结果准确程度有益的建议实验前要先平衡摩擦力【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系【分析】根据连续相等时间内的位移之差是一恒量,求出小车的加速度由图象可知,F0应该等于滑动摩擦力大小,对整体研究,利用牛顿第二定律列式即可求解提高本实验结果准确程度有益的做法有两个:平衡摩擦力;小车质量远远大于沙桶和沙的质量,从图中看
32、出有拉力时物体仍不动,说明没有平衡摩擦力【解答】解:因为连续相等时间内的位移之差为:x=0.5mm,根据x=aT2得:a=0.31m/s2由aF图象可知,F0应该等于滑动摩擦力大小,整体为研究对象,由牛顿第二定律得:mgF0=(M+m)a解得:F0=mg(M+m)a提高本实验结果准确程度有益的做法有两个:1、平衡摩擦力;2、小车质量远远大于沙桶和沙的质量,从图中看出有拉力时物体仍不动,说明没有平衡摩擦力所以建议是:实验前要先平衡摩擦力;故答案为:0.31;mg(M+m)a;实验前要先平衡摩擦力四、计算题(本大题共3小题,共37分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案
33、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)说明:以下计算重力加速度均取g=1017质量为m=2kg的木块,放在水平面上,它们之间的动摩擦因数=0.5,现对木块施F=20N的作用力,如图所示木块运动4s后撤去力F到木块直到停止(g=10m/s2)求:(1)有推力作用时木块的加速度为多大?(2)撤去推力F时木块的速度为多大?(3)撤去推力F到停止运动过程中木块的加速度为多大?(4)木块在水平面上运动的总位移为多少?【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动规律的综合运用【分析】(1)对木块进行受力分析,根据牛顿第二定律即可求出有推力作用时木块的加速度;(2)撤去推力F时木块的速度为有推力作
34、用时的末速度,可根据速度时间公式求解;(3)撤去推力F时再对木块进行受力分析,根据牛顿第二定律即可求撤去推力作用时木块的加速度;(4)木块在水平面上运动的总位移为有推力作用时的位移加上撤去推力时位移之和【解答】解:以木块的运动方向为正方向(1)力F作用时,木块受力分析如图所示由牛顿第二定律得FFf1=ma1又有 FN=mg,Ff1=FN此过程物体的位移联立式解得a1=5m/s2,x1=40m(2)撤去力F时木块的速度v=a1t=20m/s(3)撤去力F后,木块受力分析如图所示由牛顿第二定律得Ff2=ma2又有Ff2=mg此过程木块的位移解得a2=5m/s2,x2=40m(4)木块在水平面上运动
35、的总位移x=x1+x2=80m答:(1)有推力作用时木块的加速度为5m/s2;(2)撤去推力F时木块的速度为20m/s;(3)撤去推力F到停止运动过程中木块的加速度为5m/s2;(4)木块在水平面上运动的总位移为80m18如图,足够长的斜面倾角=30,一个物体以12m/s的初速度从面上点处沿斜面向上运动,加速度大小为a=8.0m/s2 (g=10m/s2),求:(1)物体沿斜面上滑的最大距离(2)物体从A点出发经多少时间才能返回到A点?【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)根据速度位移关系公式列式求解即可;(2)先根据速度时间关系公式求解出减速的时间;下滑时,先受
36、力分析后根据牛顿第二定律求解加速度,然后根据位移时间关系公式列式求解下滑的时间;最后得到总时间【解答】解:(1)设物体沿斜面上滑的最大距离为x,由运动学公式得x=(2)设物体与斜面间的滑动摩擦力为ff=mgcos30对物体上滑过程,由牛顿第二定律得mgsin30+f=ma 由运动学公式得x=对物体的下滑过程,则有mgsin30f=ma下x=2对全过程t=t上+t下由联立解得 t=4.5s 答:(1)物体沿斜面上滑的最大距离为9m(2)物体从A点出发经4.5s时间才能返回到A点19如图所示,一块质量为M=2kg,长为L的均质板静止在很长的光滑水平桌面上,板的左端静止摆放质量为m=1kg的小物体(
37、可视为质点),M和m之间的为动摩擦因数为=0.2在小物体m上的O点连接一根很长的轻质细绳,细绳跨过位于桌边的定滑轮t=0s时刻某人以恒定拉力F=3.3N向下拉绳,t1=2s时刻细绳突然从O处断开,最后小物体m刚好能到长木板M的最右端(定滑轮光滑,长木板右端和定滑轮之间的距离足够长,g取10m/s2)求:(1)细绳没断开时,M和m的加速度各是多少?(2)当 m到达长木板M右端以后M的速度是多少?(3)长木板M的长度L是多少?【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第三定律【分析】(1)细绳没断开时,m所受的合力等于拉力与滑动摩擦力的合力,M所
38、受的合力等于m对它的滑动摩擦力,根据牛顿第二定律求解加速度(2)由速度公式求出细绳从O处断开时两物体的速度细绳断开后,两物体组成的系统合外力为零,动量守恒,则动量守恒定律求解m到达长木板M右端以后M的速度(3)长木板M的长度L等于m相对于M运动的位移大小,分别根据运动学公式和能量守恒定律求出细绳断开前后相对位移,再求板长【解答】解:(1)细绳没断开时,两物体受力如图根据牛顿第二定律得 对m:Fmg=ma1,得到a1=1.3m/s2 对M:f=Ma2,得到a2=1m/s2(2)t1=2s时刻细绳突然从O处断开时,两物体的速度分别为对m:v1=a1t=2.6m/s,对M:v2=a2t=2m/s细绳断开后,两物体组成的系统动量守恒,设m到达长木板M右端以后M的速度为V则有 mv1+Mv2=(M+m)V得到V=2.2m/s(3)在细绳断开前,两物体相对位移大小为x1=在细绳断开后,两物体相对位移大小为x2根据能量守恒定律得mgx2=+所以长木板M的长度L=x1+x2代入解得L=0.66m答:(1)细绳没断开时,M和m的加速度分别是1.3m/s2和1m/s2 (2)当m到达长木板M右端以后M的速度是2.2m/s (3)长木板M的长度L是0.66m2017年1月19日