1、2016-2017学年新疆生产建设兵团第十四师二二四团中学高三(上)月考物理试卷(9月份)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分;在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是()A没有力作用,物体只能处于静止状态B物体抵抗运动状态变化的性质是惯性C行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D运动物体如果没有受到力的作用,物体可能做匀速圆周运动2甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶,在t=0到t=t1的时间内,它们的vt图象如图所示在这段时间内()A汽车甲
2、的平均速度比乙的大B汽车乙的平均速度等于C甲乙两汽车的位移相同D汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大3如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置不计摩擦,在此过程中()AN1始终减小,N2始终增大BN1始终减小,N2始终减小CN1先增大后减小,N2始终减小DN1先增大后减小,N2先减小后增大4质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中()AF逐渐变大,T逐渐变大BF逐
3、渐变大,T逐渐变小CF逐渐变小,T逐渐变大DF逐渐变小,T逐渐变小5如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为F1和F2由此可求出()A物块的质量B斜面的倾角C物块与斜面间的最大静摩擦力D物块对斜面的正压力6一物块静止在粗糙的水平桌面上从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小能正确描述F与a之间的关系的图象是()ABCD7超市中小张沿水平方向推着质量为m的购物车乘匀速上升的自动扶梯上楼,如图所示假设小张、购
4、物车、自动扶梯间保持相对静止,自动扶梯的倾角为30,小张的质量为M,小张与扶梯间的摩擦因数为,小车与扶梯间的摩擦忽略不计,则()A小张对扶梯的压力大小为Mgcos 30,方向垂直于斜面向下B小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)gsin 30,方向沿斜面向下C扶梯对小张的摩擦力大小为(M+m)gcos 30,方向沿斜面向上D小张对车的推力和车对小张的推力大小必相等,这是因为人和车均处于平衡状态8探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15N重物时,弹簧长度为0.16m;悬挂20N重物时,弹簧长度为0.18m则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为()AL0=0.02 mk=500 N/mBL0=0
5、.10 mk=500 N/mCL0=0.02 mk=250 N/mDL0=0.10 mk=250 N/m9如图所示,电梯与水平地面成角,一人静止站在电梯水平梯板上,电梯以恒定加速度a启动过程中,水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为FN和f若电梯启动加速度减小为,则下面结论正确的是()A水平梯板对人的支持力变为B水平梯板对人的摩擦力和支持力之比为C电梯加速启动过程中,人处于失重状态D水平梯板对人的摩擦力变为10如图所示,光滑斜面倾角为30,轻绳一端通过两个滑轮与A相连,另一端固定于天花板上,不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量已知物块A的质量为m,连接A的轻绳与斜面平行,挂上物块B后,滑轮两边轻绳的夹角
6、为90,A、B恰保持静止,则物块B的质量为()A2mB mCmD m二、实验题(本题共2小题,共12分)11用等效代替法验证力的平行四边形定则的实验情况如图所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是白纸上根据实验结果画出的图(1)本实验中“等效代替”的含义是A橡皮筋可以用细绳替代B左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代(2)图乙中的F与F两力中,方向一定沿着AO方向的是,图中是F1、F2合力的理论值,是合力的实验值(3)
7、(多选)完成该实验的下列措施中,能够减小实验误差的是A拉橡皮筋的绳细一些且长一些B拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行C拉橡皮筋的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些D使拉力F1和F2的夹角很小12某学生用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图(b)所示,图中标出了5个连续点之间的距离(1)物块下滑是的加速度a=m/s2打点C点时物块的速度v=m/s;(2)已知重力加速度大小为g,为求出动摩擦因数,还需测量的物理量是(填正确答案标号)A物块的质量 B斜面的高度 C斜面的倾角三计算题(
8、共5小题,共38分)13如图所示,装有支架的质量为M(包括支架的质量)的小车放在光滑水平地面上,支架上用细线拖着质量为m的小球,当小车在光滑水平地面上向左匀加速运动时,稳定后绳子与竖直方向的夹角为求小车所受牵引力的大小14如图所示,一物体以v0=2m/s的初速度从粗糙斜面顶端下滑到底端用时t=1s已知斜面长度L=1.5m,斜面的倾角=30,重力加速度取g=10m/s2求:物体与斜面间的动摩擦因数15拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)设拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数,重力加速度为g某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹
9、角为,若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小16如图所示,质量为mA=0.4kg的物体A与质量为mB=2kg的物体B叠放在倾角为30的斜面上,物体B在平行于斜面向上的拉力F作用下运动,已知A、B总保持相对静止,若A、B间的动摩擦因数为1=0.4,B与斜面间的动摩擦因数为2=,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10m/s2)(1)若整个装置沿斜面向上做匀速运动,则A、B间的摩擦力大小为多少?拉力F大小为多少?(2)若整个装置沿斜面向上做匀加速运动,且A、B恰好没有相对滑动,则此时A、B间的摩擦力大小为多少?拉力F大小为多少?17如图,将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上环的直径略
10、大于杆的截面直径环与杆间动摩擦因数=0.8对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角=53的拉力F,使圆环由静止以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动,求F的大小可能值(提示:环与杆的接触可能是上部也可能是下部)2016-2017学年新疆生产建设兵团第十四师二二四团中学高三(上)月考物理试卷(9月份)参考答案与试题解析一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分;在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是()A没有力作用,物体只能处于静止状态B物体抵抗运动状
11、态变化的性质是惯性C行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D运动物体如果没有受到力的作用,物体可能做匀速圆周运动【考点】伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法【分析】根据惯性定律解释即可:任何物体都有保持原来运动状态的性质,惯性的大小只跟质量有关,与其它任何因素无关【解答】解:A、没有力作用,物体可以做匀速直线运动,故A错误;B、任何物体都有保持原来运动状态的性质,叫惯性,所以物体抵抗运动状态变化的性质是惯性,故B正确;C、行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是因为万有引力充当向心力,故C错误; D、运动的物体在不受力时,可以保持匀速直线运动,不可能做匀速圆周运动,故D错误;故选:B【点评
12、】牢记惯性概念,知道一切物体在任何时候都有惯性,质量是惯性的唯一量度同时注意掌握力是改变物体运动状态的原因,以及匀速圆周运动属于变速运动2甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶,在t=0到t=t1的时间内,它们的vt图象如图所示在这段时间内()A汽车甲的平均速度比乙的大B汽车乙的平均速度等于C甲乙两汽车的位移相同D汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大【考点】匀变速直线运动的图像;平均速度【分析】在速度时间图象中,某一点代表此时刻的瞬时速度,时间轴上方速度是正数,时间轴下方速度是负数;切线代表该位置的加速度,向右上方倾斜,加速度为正,向右下方倾斜加速度为负;图象与坐标轴围成面积代表位
13、移,时间轴上方位移为正,时间轴下方位移为负【解答】解:A、C、平均速度等于位移与时间的比值,在vt图象中,图形的面积代表位移的大小,根据图象可知道,甲的位移大于乙的位移,由于时间相同,所以汽车甲的平均速度比乙的大,故A正确,C错误;B、由于乙车做变减速运动,平均速度不等于,故B错误;D、因为切线的斜率等于物体的加速度,汽车甲和乙的加速度大小都是逐渐减小,故D错误故选:A【点评】本题是为速度时间图象的应用,要明确斜率的含义,知道在速度时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义3如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴
14、,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置不计摩擦,在此过程中()AN1始终减小,N2始终增大BN1始终减小,N2始终减小CN1先增大后减小,N2始终减小DN1先增大后减小,N2先减小后增大【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】以小球为研究对象,分析受力情况:重力、木板的支持力和墙壁的支持力,根据牛顿第三定律得知,墙面和木板对球的压力大小分别等于球对墙面和木板的支持力大小,根据平衡条件得到两个支持力与的关系,再分析其变化情况【解答】解:以小球为研究对象,分析受力情况:重力G、墙面的支持力N1和木板的支持力N2根据牛顿第三定律得知,N1=N1,N2=N2根据平衡条件得:N1
15、=Gcot,N2=将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置的过程中,增大,cot减小,sin增大,则N1和N2都始终减小,故N1和N2都始终减小故选B【点评】本题运用函数法研究动态平衡问题,也可以运用图解法直观反映力的变化情况4质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O,如图所示用T表示绳OA段拉力的大小,在O点向左移动的过程中()AF逐渐变大,T逐渐变大BF逐渐变大,T逐渐变小CF逐渐变小,T逐渐变大DF逐渐变小,T逐渐变小【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力【分析】本题关键是抓住悬挂物B的重力不变,即OB段绳中张力恒定,O点缓慢移动时,点O始终处于
16、平衡状态,根据平衡条件列式求解各力变化情况【解答】解:以结点O为研究对象受力分析如下图所示:由题意知点O缓慢移动,即在移动过程中始终处于平衡状态,则可知:绳OB的张力TB=mg根据平衡条件可知:TcosTB=0TsinF=0由此两式可得:F=TBtan=mgtanT=在结点为O被缓慢拉动过程中,夹角增大,由三角函数可知:F和T均变大,故A正确,BCD错误故选:A【点评】掌握共点力平衡条件是正确解决本题的关键,本题中注意对缓慢拉动所隐含的在拉动过程中物体始终处于平衡状态条件的挖掘5如图,在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用,F平行于斜面向上若要物块在斜面上保持静止,F的取值应有一定范围,已知其
17、最大值和最小值分别为F1和F2由此可求出()A物块的质量B斜面的倾角C物块与斜面间的最大静摩擦力D物块对斜面的正压力【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】对滑块受力分析,受重力、拉力、支持力、静摩擦力,四力平衡;当静摩擦力平行斜面向下时,拉力最大;当静摩擦力平行斜面向上时,拉力最小;根据平衡条件列式求解即可【解答】解:A、B、C、对滑块受力分析,受重力、拉力、支持力、静摩擦力,设滑块受到的最大静摩擦力为f,物体保持静止,受力平衡,合力为零;当静摩擦力平行斜面向下时,拉力最大,有:F1mgsinf=0 ;当静摩擦力平行斜面向上时,拉力最小,有:F2+fmgsin=0 ;联
18、立解得:f=,故C正确;mgsin=,由于质量和坡角均未知,故A错误,B错误;D、物块对斜面的正压力为:N=mgcos,未知,故D错误;故选C【点评】本题关键是明确拉力最大和最小的两种临界状况,受力分析后根据平衡条件列式并联立求解6一物块静止在粗糙的水平桌面上从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小能正确描述F与a之间的关系的图象是()ABCD【考点】牛顿第二定律【分析】对物体受力分析,利用牛顿第二定律列式找出Fa的关系式,即可做出选择【解答】解:物块受力分析如图所示:由牛顿第二定律得;Fmg=ma
19、解得:F=ma+mgF与a成一次函数关系,故ABD错误,C正确,故选C【点评】对于此类图象选择题,最好是根据牛顿第二定律找出两个物理量之间的函数关系,图象变显而易见7超市中小张沿水平方向推着质量为m的购物车乘匀速上升的自动扶梯上楼,如图所示假设小张、购物车、自动扶梯间保持相对静止,自动扶梯的倾角为30,小张的质量为M,小张与扶梯间的摩擦因数为,小车与扶梯间的摩擦忽略不计,则()A小张对扶梯的压力大小为Mgcos 30,方向垂直于斜面向下B小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)gsin 30,方向沿斜面向下C扶梯对小张的摩擦力大小为(M+m)gcos 30,方向沿斜面向上D小张对车的推力和车对小张的
20、推力大小必相等,这是因为人和车均处于平衡状态【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】小张和购物车都做匀速运动,把它们看成一个整体,受力平衡,根据平衡条件列式即可分析,小张对车的推力和车对小张的推力是一对作用力与反作用力的关系【解答】解:A、人对车是水平的推力,根据牛顿第三定律,小车对人也有一个水平向左的力,在垂直斜面方向有:N=Mgcos 30Fsin30 方向垂直于斜面向上;根据牛顿第三定律,小张对扶梯的压力大小为Mgcos 30Fsin30,方向垂直于斜面向下,故A错误;B、对小张和购物车整体受力分析,在平行扶梯方向有:f=(M+m)gsin 30,方向沿斜面向上,所
21、以小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)gsin 30,方向沿斜面向下,故B正确,C错误;D、小张对车的推力和车对小张的推力是一对作用力与反作用力的关系,大小相等,与人和车均处于平衡状态无关,故D错误故选:B【点评】解决本题的关键是正确对人和购物车进行受力分析,再根据平衡条件列式,难度不大8探究弹力和弹簧伸长的关系时,在弹性限度内,悬挂15N重物时,弹簧长度为0.16m;悬挂20N重物时,弹簧长度为0.18m则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为()AL0=0.02 mk=500 N/mBL0=0.10 mk=500 N/mCL0=0.02 mk=250 N/mDL0=0.10 mk=250 N/m【
22、考点】探究弹力和弹簧伸长的关系【分析】由题意明确形变量及对应的弹力;在弹性限度内可以使用胡克定律列方程求解【解答】解:由胡克定律F=kx,有悬挂15N重物时15N=k(0.16mL0)悬挂20N重物时20N=k(0.18mL0)联立两式可解得k=250N/m,L0=0.10m故原长为0.10m,劲度系数为250N/m故选:D【点评】胡克定律在使用时应注意公式中x为弹簧的形变量,而非弹簧的长度,避免生搬硬套,另外本题也可使用F=kx来解9如图所示,电梯与水平地面成角,一人静止站在电梯水平梯板上,电梯以恒定加速度a启动过程中,水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为FN和f若电梯启动加速度减小为,则下面
23、结论正确的是()A水平梯板对人的支持力变为B水平梯板对人的摩擦力和支持力之比为C电梯加速启动过程中,人处于失重状态D水平梯板对人的摩擦力变为【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力【分析】解答本题要分两种情况研究:先分析电梯以加速度a上升时人的受力,由牛顿第二定律求出N和f跟a的关系;再根据牛顿第二定律研究电梯以加速度2a上升时支持力和摩擦力再求解摩擦力和支持力之比【解答】解:A、B、D、将人的加速度分解,水平方向ax=acos ,竖直方向ay=asin 对于人根据牛顿第二定律,在水平方向有f=max,在竖直方向有FNmg=may,人处于超重状态,故C错误;当加速度由a变为a时,对于人根据牛顿第
24、二定律,在水平方向有f=max,摩擦力变为原来的一半,但由FNmg=may,知支持力不为原来的一半,则水平梯板对人的摩擦力和支持力之比也发生变化,故A错误,B正确,D正确C、电梯加速启动过程中,人的加速度的方向沿斜面向上,具有向上的分量,所以处于超重状态故C错误故选:BD【点评】本题的解题关键在于正确分析人的受力,将加速度分解,根据正交分解法进行求解10如图所示,光滑斜面倾角为30,轻绳一端通过两个滑轮与A相连,另一端固定于天花板上,不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量已知物块A的质量为m,连接A的轻绳与斜面平行,挂上物块B后,滑轮两边轻绳的夹角为90,A、B恰保持静止,则物块B的质量为()A2mB
25、 mCmD m【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力【分析】先对A受力分析,运用共点力平衡条件求出细线的拉力;再对B受力分析,再次运用共点力平衡条件求出B的质量【解答】解:先对A受力分析,再对B受力分析,如图根据共点力平衡条件,有mgsin30=TT=Mg解得M=m故选:D【点评】本题关键是先后对物体A、B受力分析,根据共点力平衡条件,结合合成法或正交分解法列式求解二、实验题(本题共2小题,共12分)11用等效代替法验证力的平行四边形定则的实验情况如图所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是白纸上根据实验结果画出的图(1)本实验中“等效代替”
26、的含义是DA橡皮筋可以用细绳替代B左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果C右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果D两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代(2)图乙中的F与F两力中,方向一定沿着AO方向的是F,图中F是F1、F2合力的理论值,F是合力的实验值(3)(多选)完成该实验的下列措施中,能够减小实验误差的是ABCA拉橡皮筋的绳细一些且长一些B拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行C拉橡皮筋的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些D使拉力F1和F2的夹角很小【考点】验证力的平行四边形定则【分析】(1)该实验采用了
27、“等效替代”的方法,即两次拉橡皮筋,要使橡皮筋的形变相同;(2)该实验采用了“等效法”,由于实验误差的存在,导致F1与F2合成的实际值与与理论值存在差别,理论值在平行四边形的对角线上,实际值(实验值)为一个弹簧拉橡皮筋时的拉力(3)实验时,为便于准确记录拉力的方向,细绳应细一些、长一些,实验时,测力计应靠近木板且与木板平行,但不能与木板接触【解答】解:(1)该实验采用了“等效法”,即用两个弹簧秤拉橡皮筋的效果和用一个弹簧秤拉橡皮筋的效果是相同的,即要求橡皮筋的形变量相同,故ABC错误,D正确故选:D(2)F是通过作图的方法得到合力的理论值,在平行四边形的对角线上,而F是通过一个弹簧称沿AO方向
28、拉橡皮条,使橡皮条伸长到O点,使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同,测量出的合力,因此其方向沿着AO方向(3)A、为减小实验误差,拉橡皮筋的绳细一些且长一些,故A正确;B、为减小实验误差,拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板面平行,故B正确;C、拉橡皮筋的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,故C正确;D、使拉力F1和F2的夹角要大些,故D错误;故选:ABC故答案是:(1)D,(2)F,F,F,(3)ABC【点评】该题属于基础题目,考查了“验证力的平行四边形定则”的实验中基础知识,如等效思想即一个合力与几个分力共同作用的效果相同,可以互相替代,在解决实验问题时,一定
29、先要通过分析题意找出实验的原理,通过原理即可分析实验中的方法及误差分析12某学生用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的只带的一部分如图(b)所示,图中标出了5个连续点之间的距离(1)物块下滑是的加速度a=3.25m/s2打点C点时物块的速度v=1.79m/s;(2)已知重力加速度大小为g,为求出动摩擦因数,还需测量的物理量是C(填正确答案标号)A物块的质量 B斜面的高度 C斜面的倾角【考点】探究影响摩擦力的大小的因素【分析】(1)根据x=aT2可求加速度,根据求解C点的速度;(2)对滑块根据牛顿第二定律列式求解动摩擦因素
30、的表达式进行分析即可【解答】解:(1)根据x=aT2,有:解得:a=3.25m/s2打C点时物块的速度为:v=m/s=1.79m/s(2)对滑块,根据牛顿第二定律,有:mgsinmgcos=ma解得:=故还需要测量斜面的倾角,故选:C;故答案为:(1)3.25,1.79;(2)C【点评】实验的核心是实验原理,根据原理选择器材,安排实验步骤,分析实验误差,进行数据处理等等三计算题(共5小题,共38分)13如图所示,装有支架的质量为M(包括支架的质量)的小车放在光滑水平地面上,支架上用细线拖着质量为m的小球,当小车在光滑水平地面上向左匀加速运动时,稳定后绳子与竖直方向的夹角为求小车所受牵引力的大小
31、【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力【分析】小球与物体A相对于车均是静止的,加速度相同知道夹角为,可以根据受力分析求出小球的加速度,再对整体分析可明确整体受到的拉力的大小【解答】解:对小球受力分析可知,小球受重力、拉力的作用而做加速度为g的匀加速直线运动,受力分析如图所示;则小球的加速度a=gtan;对小球与小车的整体分析可知,整体水平方向的力提供整体的加速度:F=(M+m)a=(M+m)gtan答:小车所受牵引力的大小等于(M+m)gtan【点评】本题考查牛顿第二定律的应用,要注意正确选择研究对象,做好受力分析,再由牛顿第二定律进行分析求解即可14如图所示,一物体以v0=2m/s的初速度从
32、粗糙斜面顶端下滑到底端用时t=1s已知斜面长度L=1.5m,斜面的倾角=30,重力加速度取g=10m/s2求:物体与斜面间的动摩擦因数【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】根据位移时间公式求出物体下滑的加速度大小和方向根据牛顿第二定律求出物体与斜面间的动摩擦因数【解答】解:设沿斜面向下为正方向加速度为a,根据位移时间关系可得:,解得:a=1m/s2,负号表示加速度方向沿斜面向上,所以加速度大小a=1m/s2;物体沿斜面下滑时,受力如图所示由牛顿定律得:fmgsin=ma,而N=mgcos,根据摩擦力计算公式可得:f=N,联立解得:;答:物体与斜面的动摩擦因数为【点评】对
33、于牛顿第二定律的综合应用问题,关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况,利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度,再根据题目要求进行解答;知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁15拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)设拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数,重力加速度为g某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为,若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小【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】对于拖把头受重力、支持力、推力和摩擦力,抓住水平方向和竖直方向平衡,根据正交分解求出推拖把的力的大小【解答】解:
34、设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把将推拖把的力沿竖直和水平方向分解,按平衡条件有Fcos+mg=NFsin=f式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力按摩擦定律有f=N联立式得:联立得F=答:推拖把的力的大小为【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解16如图所示,质量为mA=0.4kg的物体A与质量为mB=2kg的物体B叠放在倾角为30的斜面上,物体B在平行于斜面向上的拉力F作用下运动,已知A、B总保持相对静止,若A、B间的动摩擦因数为1=0.4,B与斜面间的动摩擦因数为2=,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10m/s2)(1)若整个装置沿斜面向上做匀速运动,则
35、A、B间的摩擦力大小为多少?拉力F大小为多少?(2)若整个装置沿斜面向上做匀加速运动,且A、B恰好没有相对滑动,则此时A、B间的摩擦力大小为多少?拉力F大小为多少?【考点】牛顿第二定律;共点力平衡的条件及其应用【分析】(1)隔离对A分析,根据共点力平衡求出A、B间的摩擦力;对A、B整体分析,根据共点力平衡求出拉力的大小;(2)根据摩擦力的计算公式求解A受到的摩擦力大小,根据牛顿第二定律求解A的加速度大小,再根据牛顿第二定律求解拉力F的大小【解答】解:(1)A受重力、支持力和静摩擦力处于平衡,根据共点力平衡得:fA=mAgsin30=2N;对整体分析,根据共点力平衡,有:F=(mA+mB)gsi
36、n30+(mA+mB)gcos30=(0.4+2)10N+(0.4+2)10N=21N(2)若整个装置沿斜面向上做匀加速运动,且A、B恰好没有相对滑动,则此时A、B间的摩擦力等于滑动摩擦力,根据摩擦力的计算公式可得N=2.4N;此时A的加速度为a,根据牛顿第二定律可得:1mAgcos30mAgsin30=mAa,解得:a=1m/s2;整体的加速度大小为a=1m/s2,设此时的拉力为F1,则:整体根据牛顿第二定律可得:F1(mA+mB)gsin30+(mA+mB)gcos30=(mA+mB)a,解得:F1=23.4N答:(1)若整个装置沿斜面向上做匀速运动,A、B间的摩擦力为2N,拉力为21N;
37、(2)若整个装置沿斜面向上做匀加速运动,且A、B恰好没有相对滑动,则此时A、B间的摩擦力大小为2.4N;拉力大小为23.4N【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡条件和牛顿第二定律进行求解,掌握整体法和隔离法的运用17如图,将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上环的直径略大于杆的截面直径环与杆间动摩擦因数=0.8对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角=53的拉力F,使圆环由静止以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动,求F的大小可能值(提示:环与杆的接触可能是上部也可能是下部)【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用【分析】根据平衡条件可求得恰好没有挤压时的拉力大小,
38、再分别对上端挤压和下端挤压两种情况进行分析,根据牛顿第二定律列式即可求得F的大小【解答】解:若球与杆之间没有相互压力,则有Fsin53mg=0,解得F=1.25N 当F1.25N时,环与杆的上部接触,受力如图由牛顿第二定律,FcosFN=ma,Fsin+FN=mg,联立解得:F=代入数据得:F=1N 当F1.25N时,环与杆的下部接触,受力如图由牛顿第二定律,FcosFN=ma,Fsin=mg+FN,联立解得:F=代入数据得:F=9N 答:F的大小可能值为1N和9N【点评】本题考查牛顿第二定律的应用,要注意明确本题中可能存在的两种情况,明确拉力过大时,物体受杆下部的挤压,而拉力较小时,受杆上端的挤压,要求能找出这两种情况才能全面分析求解