1、2015-2016学年湖北省天门市、仙桃市、潜江市联考高一（下）期末物理试卷一、选择题（2016春天门期末）做变速直线运动的物体，若前一半时间的平均速度为2m/s，后一半时间的平均速度为8m/s，则全程的平均速度是（）A3.2m/sB4m/sC5m/sD6m/s2一质点由静止开始做匀加速直线运动，它在第10s内的位移为38m，则其加速度大小为（）A3.8m/s2B7.6m/s2C19m/s2D4m/s23如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则（）A地面对A
2、的摩擦力增大BA与B之间的作用力减小CB对墙的压力增大DA对地面的压力减小4如图所示，轻质弹簧连接A、B两物体，弹簧劲度系数为K，A、B质量分别为m1、m2；A放在水平地面上，B也静止；现用力拉B，使其向上移动，直到A刚好离开地面，此过程中，B物体向上移动的距离为（）ABCD5如图所示，静止的平顶小车质量M=10kg，站在小车上的人的质量m=50kg，现在人用轻质细绳绕过光滑的轻质定滑轮拉动小车，使人和小车均向左做匀加速直线运动，已知绳子都是水平的，人与小车之间动摩擦因数为=0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，地面水平光滑，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，在运动过程中下列说法正确的是
3、（）A人受到摩擦力方向向右B当人和小车加速度均为a=2.5m/s2时，人与小车之间的摩擦力为50NC当绳子拉力为120N时人和小车之间有相对运动D若人和小车相对静止，则人受到的摩擦力对人不做功6如图所示，三个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上，将三个质量相同的物块放在斜面顶端，因物块与斜面的摩擦力不同，三个物块运动情况不同：A物块放上后匀加速下滑，加速度大小为a；B物块获一初速度后匀速下滑；C物块获一初速度后匀减速下滑，加速度大小为2a若在上述三种情况下斜面体均保持静止，甲、乙、丙三图中斜面体对地面的摩擦力大小分别为Ff1、Ff2、Ff3，则它们的关系是（）AFf1Ff2Ff3BFf2F
4、f1Ff3CFf2Ff3Ff1DFf3Ff1Ff27如图所示，可看成质点的a、b、c是在地球大气层外圆轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（）Ab、c的线速度大小相等，且大于a的线速度Bb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度Cb的发射速度一定大于a的发射速度Db、c的角速度大小相等，且大于a的角速度8如图所示，从O点以9m/s水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为=37的斜面上的A点，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，则物体完成这段飞行的时间是（）A1.2sB1.5sC1.8sD0.9s9如图所示，长为R的轻杆一端拴有
5、一个小球，另一端连在光滑的固定轴O上，现在最低点给小球一水平初速度，使小球能在竖直平面内做完整圆周运动，不计空气阻力，则（）A小球通过最高点时的最小速度为B若小球通过最高点时速度越大，则杆对小球的作用力越大C若小球在最高点的速度大小为，则此时杆对小球作用力向下D若小球在最低点的速度大小为，则小球通过最高点时对杆无作用力10如图所示，在“嫦娥”探月工程中，设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0飞船在半径为4R的圆型轨道上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B时，再次点火进入半径约为R的近月轨道绕月做圆周运动，则（）A飞船在轨道上的运行速率等于B飞船在轨道上运行速率小于
6、在轨道上B处的速率C飞船在轨道上的加速度大于在轨道上B处的加速度D飞船在轨道、轨道上运行的周期之比TI：T=4：111质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面在此过程中下列说法中正确的是（）A重力做功mghB物体的动能增加mghC物体的机械能减少mghD物体克服阻力做功mgh12如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑
7、轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面，不计空气阻力，在这一过程中A始终在斜面上，下列说法正确的是（）A释放A的瞬间，B的加速度为0.4gBC恰好离开地面时，A达到的最大速度为C斜面倾角=45D从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒二、实验题（本大题共2小题，共15分把答案填写在答题卡中的横线上）13某兴趣小组利用图甲所示实验装置，验证“合外力做功和动能变化的关系”小车及车中砝码的质量为M，沙桶和沙的质量为m，小车的速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到（1）在实验中，下列说法正确的有A将木板的右端
8、垫起，以平衡小车的摩擦力B每次改变小车的质量时，都要重新平衡摩擦力C用直尺测量细线的长度作为沙桶下落的高度D在小车运动过程中，对于M、m组成的系统，m的重力做正功（2）图乙是某次实验时得到的一条纸带，O点为静止开始释放沙桶纸带上打的第一个点，速度为0相邻两个计数点之间的时间间隔为T，根据此纸带可得出小车通过计数点E时的速度vE=（3）若用O、E两点来研究合外力做功和动能变化的关系，需要验证的关系式为（用所测物理量的符号表示）14某实验小组用DIS来研究物体加速度与力的关系，实验装置如图甲所示其中小车和位移传感器的总质量为M，所挂钩码总质量为m，轨道平面及小车和定滑轮之间的绳子均水平，不计轻绳与
9、滑轮之间的摩擦及空气阻力，重力加速度为g用所挂钩码的重力mg作为绳子对小车的拉力F，小车加速度为a，通过实验得到的aF图线如图乙所示（1）（单选题）保持小车的总质量M不变，通过改变所挂钩码的质量m，多次重复测量来研究小车加速度a与F的关系这种研究方法叫若m不断增大，图乙中曲线部分不断延伸，那么加速度a趋向值为（3）由图乙求出M=kg；水平轨道对小车摩擦力f=N三、计算题（2016春天门期末）质量为5kg的物体静止在粗糙水平面上，在04s内施加一水平恒力F，使物体从静止开始运动，在412s内去掉了该恒力F，物体因受摩擦力作用而减速至停止，其速度时间图象（vt）如图所示，求：（1）在012s内物体
10、的位移；（2）物体所受的摩擦力大小；（3）此水平恒力F的大小16如图所示，一根长为l=2m的竖直轻杆上端拴在光滑固定转轴O上，下端拴一个小球B，小球B和斜面体A刚好接触现用水平推力F向右推斜面体，使之从静止开始在光滑水平面上向右运动一段距离，速度达到A，此时轻杆平行于斜面，小球B的速度大小为B，已知斜面体质量为mA=4kg，斜面倾角为=37，小球B质量为mB=2kg，小球一直未脱离斜面，重力加速度为g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，不计空气阻力（1）若A=15m/s，B=9m/s，求在此过程中推力F所做的功；（2）若轻杆平行于斜面时杆对小球作用力大小FT=48N，求此时
11、B大小；（3）若轻杆平行于斜面时A=5m/s，求此时B大小17如图所示为一传送带装置模型，固定斜面的倾角为=37，底端经一长度可忽略的光滑圆弧与足够长的水平传送带相连接，可视为质点的物体质量m=3kg，从高h=1.2m的斜面上由静止开始下滑，它与斜面的动摩擦因数1=0.25，与水平传送带的动摩擦因数2=0.4，已知传送带以=5m/s的速度逆时针匀速转动，sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2，不计空气阻力求：（1）物体从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中与传送带间的摩擦生热值；（2）物体第一次离开传送带后滑上斜面，它在斜面上能达到的最大高度；（3）从物体开始下滑到最终停止，
12、物体在斜面上通过的总路程；（提示：物体第一次滑到传送带上运动一段时间以后又回到了斜面上，如此反复多次后最终停在斜面底端）2015-2016学年湖北省天门市、仙桃市、潜江市联考高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（2016春天门期末）做变速直线运动的物体，若前一半时间的平均速度为2m/s，后一半时间的平均速度为8m/s，则全程的平均速度是（）A3.2m/sB4m/sC5m/sD6m/s【分析】分别求出前一半时间和后一半时间内的位移，根据平均速度的定义式求出全程的平均速度【解答】解：全程的平均速度为：故C正确，ABD错误故选：C【点评】解决本题的关键掌握平均速度的定义式2一质点由静止
13、开始做匀加速直线运动，它在第10s内的位移为38m，则其加速度大小为（）A3.8m/s2B7.6m/s2C19m/s2D4m/s2【分析】根据匀变速直线运动的位移时间公式，结合第10s内的位移等于10s内的位移减去9s内的位移，求出加速度的大小【解答】解：第10s内的位移为38m，根据得，加速度的大小a=4m/s2故选：D【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移时间公式，并能灵活运用，基础题，本题也可以结合平均速度的推论求出9.5s末的速度，再结合速度时间公式求出加速度3如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整
14、个装置处于静止状态把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则（）A地面对A的摩擦力增大BA与B之间的作用力减小CB对墙的压力增大DA对地面的压力减小【分析】对小球进行受力分析，根据A物体移动可得出小球B受A支持力方向的变化，由几何关系可得出各力的变化，对整体进行分析可得出水平向上摩擦力及竖直向上的压力的变化【解答】解：对小球B受力分析，作出平行四边形如图所示：A滑动前，B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等，方向相反；如图中实线所示；而将A向外平移后，B受弹力的方向将上移，如虚线所示，但B仍受力平衡，由图可知A球对B的弹力及墙壁对球的弹力均减小；故C错误，B正确；以AB为整体分析，水平方向上
15、受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态，弹力减小，故摩擦力减小，故A正确；竖直方向上受重力及地面的支持力，两物体的重力不变，故A对地面的压力不变，故D错误；故选：B【点评】本题应注意图析法及整体法的应用，灵活选择研究对象可以对解决物理题目起到事半功倍的效果4如图所示，轻质弹簧连接A、B两物体，弹簧劲度系数为K，A、B质量分别为m1、m2；A放在水平地面上，B也静止；现用力拉B，使其向上移动，直到A刚好离开地面，此过程中，B物体向上移动的距离为（）ABCD【分析】A、B原来都处于静止状态，弹簧被压缩，弹力等于B的重力mg，根据胡克定律求出被压缩的长度x1当A刚要离开地面时，弹簧被拉伸，此时弹力
16、等于A的重力，再由胡克定律求出此时弹簧伸长的长度x2，由几何关系可得B上升的距离d=x1+x2【解答】解：开始时，A、B都处于静止状态，弹簧的压缩量设为x1，由胡克定律有 kx1=m2g物体A恰好离开地面时，弹簧的拉力为m1g，设此时弹簧的伸长量为x2，由胡克定律有 kx2=m1g这一过程中，物体B上移的距离 d=x1+x2由式联立可解得：d=故选：C【点评】本题是含有弹簧的平衡问题，关键是分析两个状态弹簧的状态和弹力，再由几何关系研究B上升距离与弹簧形变量的关系5如图所示，静止的平顶小车质量M=10kg，站在小车上的人的质量m=50kg，现在人用轻质细绳绕过光滑的轻质定滑轮拉动小车，使人和小
17、车均向左做匀加速直线运动，已知绳子都是水平的，人与小车之间动摩擦因数为=0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，地面水平光滑，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，在运动过程中下列说法正确的是（）A人受到摩擦力方向向右B当人和小车加速度均为a=2.5m/s2时，人与小车之间的摩擦力为50NC当绳子拉力为120N时人和小车之间有相对运动D若人和小车相对静止，则人受到的摩擦力对人不做功【分析】先对整体分析，根据加速度可求得绳子上的拉力，再对人分析明确合力的方向，再由力的合成和分解规律可求得摩擦力的大小和方向；从而明确二者能否发生相对滑动；再根据功的公式分析摩擦力是否做功【解答】解：A、由于人和小车
18、受到的拉力相同，而人的质量大于车的质量，故在一起做匀加速直线运动时，人受到向左的合力要大于车受到的合力，故人受到的摩擦力向左；故A错误；B、当加速度为2.5m/s2时，对整体分析可知，2F=（M+m）a； 解得F=75N；此时人的合外力为F人=ma=502.5=125N；故人受到的摩擦力大小为12575=50N；故B正确；C、当拉力大小为120N时，整体的加速度a=4m/s2；对人分析可知，人受到的合力应为F=ma=504=200N； 故此时需要摩擦力为80N；而最大静摩擦力fmax=mg=0.2500=100N；故没有达到最大静摩擦力，二者不会发生相对滑动；故C错误；D、在向左运动过程中，由
19、于有力和位移，故摩擦力对人做功；故D错误；故选：B【点评】本题考查牛顿第二定律以及摩擦力问题，要注意明确在分析摩擦力时要结合受力分析以及物体的运动状态才能保持准确性6如图所示，三个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平面上，将三个质量相同的物块放在斜面顶端，因物块与斜面的摩擦力不同，三个物块运动情况不同：A物块放上后匀加速下滑，加速度大小为a；B物块获一初速度后匀速下滑；C物块获一初速度后匀减速下滑，加速度大小为2a若在上述三种情况下斜面体均保持静止，甲、乙、丙三图中斜面体对地面的摩擦力大小分别为Ff1、Ff2、Ff3，则它们的关系是（）AFf1Ff2Ff3BFf2Ff1Ff3CFf2Ff3Ff
20、1DFf3Ff1Ff2【分析】用整体法考虑，物体加速度有水平分量，根据牛顿第二定律可知，斜面体所受水平方向的摩擦力产生物体在水平方向的加速度，据此由加速度大小判定摩擦力的大小即可【解答】解：以物体与斜面体整体为研究对象可知，整体在水平方向所受摩擦力使物体产生水平方向的加速度，由此可得：Ff1=macosFf2=0Ff3=m2acos由此可得：Ff3Ff1Ff2，故D正确，ABC错误故选：D【点评】用整体法处理本题比较简单，即物体匀加速下滑，加速度沿斜面向下，有水平向左的分加速度，由牛顿第二定律知，系统有水平向左的合外力，则地面对斜面的摩擦力不为零，且方向水平向左7如图所示，可看成质点的a、b、
21、c是在地球大气层外圆轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（）Ab、c的线速度大小相等，且大于a的线速度Bb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度Cb的发射速度一定大于a的发射速度Db、c的角速度大小相等，且大于a的角速度【分析】卫星绕地球做圆周运动，由万有引力提供圆周运动向心力，并由此列式，得到线速度、向心加速度、角速度与半径的关系，并由此展开分析即可【解答】解：设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球的质量为M，根据万有引力提供向心力，有：G=m=ma=m2r可得：v=，a=，=，则知：A、b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故A错误B、b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心
22、加速度，故B错误C、若卫星a要变轨到b卫星所在的轨道，要加速，需要提供能量，所以b的发射速度一定大于a的发射速度，故C正确D、由上式分析知，b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度，故D错误故选：C【点评】本题主要抓住万有引力提供圆周运动向心力并由此根据半径关系判定描述圆周运动物理量的大小关系，掌握卫星在轨道上加速或减速会引起轨道高度的变化，这是正确解决本题的关键8如图所示，从O点以9m/s水平初速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为=37的斜面上的A点，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，则物体完成这段飞行的时间是（）A1.2sB1.5
23、sC1.8sD0.9s【分析】根据平行四边形定则求出物体撞在斜面上时的竖直分速度，结合速度时间公式求出物体平抛运动的时间【解答】解：根据平行四边形定则知：tan=，解得竖直分速度为：，则平抛运动的时间为：t=选项A正确，BCD错误故选：A【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解9如图所示，长为R的轻杆一端拴有一个小球，另一端连在光滑的固定轴O上，现在最低点给小球一水平初速度，使小球能在竖直平面内做完整圆周运动，不计空气阻力，则（）A小球通过最高点时的最小速度为B若小球通过最高点时速度越大，则杆对小球的作用力越大C若小球在最高点的速度大小为，则此
24、时杆对小球作用力向下D若小球在最低点的速度大小为，则小球通过最高点时对杆无作用力【分析】在最高点和最低点合外力提供向心力，根据牛顿第二定律及向心力公式列式求解，注意杆子的作用力可以向上，也可以向下，在最高点的最小速度为零【解答】解：A、在最高点，轻杆对小球可以表现为拉力，可以表现为支持力，可知小球通过最高点的最小速度为零，故A错误B、当小球在最高点速度v=时，杆子作用力为零，当时，速度增大，根据F+mg=m知，杆子作用力变大，当时，根据mgF=m知，速度越大，杆子作用力越小，故B错误C、若小球在最高点的速度大小为，知杆对小球的作用力向下，故C正确D、根据动能定理得：，代入数据解得最高点的速度为
25、：，根据牛顿第二定律得：mg+F=，解得：F=0，故D正确故选：CD【点评】解决本题的关键知道“杆模型”与“绳模型”的区别，知道向心力的来源，运用牛顿第二定律进行分析10如图所示，在“嫦娥”探月工程中，设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0飞船在半径为4R的圆型轨道上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B时，再次点火进入半径约为R的近月轨道绕月做圆周运动，则（）A飞船在轨道上的运行速率等于B飞船在轨道上运行速率小于在轨道上B处的速率C飞船在轨道上的加速度大于在轨道上B处的加速度D飞船在轨道、轨道上运行的周期之比TI：T=4：1【分析】根据万有引力提供向心力，以及万有
26、引力等于重力求出飞船在轨道上运行的速率根据变轨的原理，抓住近月点的速度大于远月点的速度比较飞船在轨道上运行速率与在轨道上B处的速率；根据牛顿第二定律比较加速度的大小，根据万有引力提供向心力得出周期的表达式，结合轨道半径之比求出周期之比【解答】解：A、根据得，飞船在轨道上的运行速率，又GM=，解得，故A正确B、飞船在轨道上的A点进入轨道，需减速，而在轨道上B点的速度大小大于A点的速度大小，可知飞船在轨道上运行速率小于在轨道上B处的速率，故B正确C、根据牛顿第二定律得，a=，飞船在轨道上的加速度小于在轨道上B处的加速度，故C错误D、根据得，T=，飞船在轨道、轨道上运行的轨道半径之比为4：1，则周期
27、之比为8：1，故D错误故选：AB【点评】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力提供向心力，2、万有引力等于重力，并能灵活运用11质量为m的物体，在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面在此过程中下列说法中正确的是（）A重力做功mghB物体的动能增加mghC物体的机械能减少mghD物体克服阻力做功mgh【分析】物体距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面，则说明物体下落受到一定阻力那么重力势能的变化是由重力做功多少决定的，而动能定理变化由合力做功决定的，那么机械能是否守恒是由只有重力做功决定的根据功与能的关系进行解答即可【解答】解：A、物体在下落过程中，高度下降了h，则
28、重力做正功为mgh，故A错误B、物体的合力为F合=ma=mg，则合力做功为 W合=F合h=mgh，所以物体的动能增加为mgh，故B正确C、据牛顿第二定律得：F合=ma=mgf=mg得：f=mg所以阻力做功为 Wf=fh=mgh，根据功能原理可知，物体的机械能减少mgh，故C正确D、由上知，物体克服阻力做功为mgh，故D错误故选：BC【点评】功是能量转化的量度，重力做功导致重力势能变化；合力做功导致动能变化；除重力外其他力做功导致机械能变化；弹力做功导致弹性势能变化对于常见的功与能的关系要牢固掌握12如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向
29、上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面，不计空气阻力，在这一过程中A始终在斜面上，下列说法正确的是（）A释放A的瞬间，B的加速度为0.4gBC恰好离开地面时，A达到的最大速度为C斜面倾角=45D从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒【分析】释放A的瞬间，分别对A、B分析受力情况，根据牛顿第二定律求B的加速度A、B、
30、C组成的系统机械能守恒，初始位置弹簧处于压缩状态，当B具有最大速度时，弹簧处于伸长状态，根据受力知，压缩量与伸长量相等在整个过程中弹性势能变化为零，根据系统机械能守恒求出A和B的最大速度C球刚离开地面时，弹簧的弹力等于C的重力，根据牛顿第二定律知B的加速度为零，B、C加速度相同，分别对B、A受力分析，列出平衡方程，求出斜面的倾角【解答】解：AC、C刚离开地面时，对C有：kx2=mg此时B有最大速度，即 aB=aC=0则对B有：Tkx2mg=0对A有：4mgsinT=0以上方程联立可解得：sin=0.5，=30，释放A的瞬间，设A、B的加速度大小为a，细线的张力为TB原来静止，受力平衡，合力为零
31、，根据牛顿第二定律得对B有：T=ma对A有：4mgsinT=4ma联立解得 a=0.4g，故A正确，C错误B、初始系统静止，且线上无拉力，对B有：kx1=mg由上问知 x1=x2=，则从释放至C刚离开地面过程中，弹性势能变化量为零；此过程中A、B、C组成的系统机械能守恒，即： 4mg（x1+x2）sin=mg（x1+x2）+（4m+m）vAm2以上方程联立可解得：vAm=所以A达到的最大速度为为故B正确D、从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，故D错误故选：AB【点评】本题的关键分析三个小球受力情况，确定出它们的运动状态，明确能量的转化情况，再结合平衡条件和系统的机
32、械能守恒进行研究二、实验题（本大题共2小题，共15分把答案填写在答题卡中的横线上）13某兴趣小组利用图甲所示实验装置，验证“合外力做功和动能变化的关系”小车及车中砝码的质量为M，沙桶和沙的质量为m，小车的速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到（1）在实验中，下列说法正确的有ADA将木板的右端垫起，以平衡小车的摩擦力B每次改变小车的质量时，都要重新平衡摩擦力C用直尺测量细线的长度作为沙桶下落的高度D在小车运动过程中，对于M、m组成的系统，m的重力做正功（2）图乙是某次实验时得到的一条纸带，O点为静止开始释放沙桶纸带上打的第一个点，速度为0相邻两个计数点之间的时间间隔为T，根据此纸
33、带可得出小车通过计数点E时的速度vE=（3）若用O、E两点来研究合外力做功和动能变化的关系，需要验证的关系式为（用所测物理量的符号表示）【分析】（1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤；（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出E点的瞬时速度（3）对系统研究，求出系统合力做功的大小，再根据E点的速度求出系统动能的增加量，从而得出需要验证的表达式【解答】解：（1）A、若用砂和小桶的总重力表示小车受到的合力，为了减小误差，必须平衡摩擦力，以保证合外力等于绳子的拉力，但不需要每次都平衡摩擦力，故A正确，B错误C、下落的高度由纸带求出，不需要测量下落的高度，故C错误D、
34、在小车运动过程中，对于M、m组成的系统，m的重力做正功，故D正确故选：AD（2）E点的瞬时速度等于DF段的平均速度，则（3）OE段，系统合力做功为mgs5，系统动能的增加量为则需要验证的关系式为故答案为：（1）AD，（2），（3）【点评】本题考查探究功与速度变化的关系，首先掌握实验原理，由平均速度公式可求得E点的速度；对于第三问，可以取系统进行研究14某实验小组用DIS来研究物体加速度与力的关系，实验装置如图甲所示其中小车和位移传感器的总质量为M，所挂钩码总质量为m，轨道平面及小车和定滑轮之间的绳子均水平，不计轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，重力加速度为g用所挂钩码的重力mg作为绳子对小车的拉
35、力F，小车加速度为a，通过实验得到的aF图线如图乙所示（1）（单选题）保持小车的总质量M不变，通过改变所挂钩码的质量m，多次重复测量来研究小车加速度a与F的关系这种研究方法叫C若m不断增大，图乙中曲线部分不断延伸，那么加速度a趋向值为g（3）由图乙求出M=1.6kg；水平轨道对小车摩擦力f=0.8N【分析】（1）探究加速度与力、质量的关系实验采用了控制变量法（2）由牛顿第二定律求出加速度，然后分析答题（3）应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象分析答题【解答】解：（1）探究加速度与力、质量关系实验需要采用控制变量法，故选C；（2）由牛顿第二定律得：a=，当m趋向于无穷大时，趋向
36、于0，加速度a趋向于g，由此可知，若m不断增大，图乙中曲线部分不断延伸，那么加速度a趋向值为g；（3）由牛顿第二定律得：a=F，aF图象的斜率：k=，则：M=1.6kg，当a=0时，F=f=0.8N；故答案为：（1）C；（2）g；（3）1.6；0.8【点评】探究加速度与力、质量关系实验要采用控制变量法，应用牛顿第二定律是解题的关键，应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式可以求出质量与摩擦力三、计算题（2016春天门期末）质量为5kg的物体静止在粗糙水平面上，在04s内施加一水平恒力F，使物体从静止开始运动，在412s内去掉了该恒力F，物体因受摩擦力作用而减速至停止，其速度时间图象（vt）如图所示
37、，求：（1）在012s内物体的位移；（2）物体所受的摩擦力大小；（3）此水平恒力F的大小【分析】（1）根据vt图象与坐标轴围成的面积求位移（2）撤去F后，先根据图象求出加速度，再根据牛顿第二定律求摩擦力大小（3）由图象求出匀加速运动的加速度，根据牛顿第二定律求水平恒力【解答】解：（1）根据速度图象与坐标轴围成的面积表示位移得（2）4s12s内，加速度根据牛顿第二定律，有（3）04s内，加速度根据牛顿第二定律，有代入数据：F10=54解得：F=30N答：（1）在012s内物体的位移为96m；（2）物体所受的摩擦力大小10N；（3）此水平恒力F的大小30N【点评】解决本题的关键会从速度时间图象中得
38、出匀加速运动和匀减速运动的加速度，从而根据牛顿第二定律得出拉力和摩擦力16如图所示，一根长为l=2m的竖直轻杆上端拴在光滑固定转轴O上，下端拴一个小球B，小球B和斜面体A刚好接触现用水平推力F向右推斜面体，使之从静止开始在光滑水平面上向右运动一段距离，速度达到A，此时轻杆平行于斜面，小球B的速度大小为B，已知斜面体质量为mA=4kg，斜面倾角为=37，小球B质量为mB=2kg，小球一直未脱离斜面，重力加速度为g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8，不计空气阻力（1）若A=15m/s，B=9m/s，求在此过程中推力F所做的功；（2）若轻杆平行于斜面时杆对小球作用力大小FT=48
39、N，求此时B大小；（3）若轻杆平行于斜面时A=5m/s，求此时B大小【分析】（1）推力F所做的功等于两个物体增加的动能之和，根据功能关系求解（2）小球B做圆周运动的向心力由重力的分力和杆的作用力提供，斜面的支持力不提供向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式求此时B大小（3）将A沿斜面向下方向和垂直于斜面向上方向分解，小球绕悬点O做圆周运动，此时速度B大小与A垂直于斜面方向的分量相等，由分速度的关系求解【解答】解：（1）对整体由功能关系可得：代入数据得推力所做的功为：WF=547J（2）小球B做圆周运动的向心力由重力的分力和杆的作用力提供，斜面的支持力不提供向心力，此时沿杆方向由牛顿运动定律得：代
40、入数据得：B=6m/s（3）根据运动效果可知，将A沿斜面向下方向和垂直于斜面向上方向分解，小球绕悬点O做圆周运动，此时速度B大小与A垂直于斜面方向的分量相等，这是小球不脱离斜面的条件由速度的关系可得：B=Asin37=3m/s答：（1）若A=15m/s，B=9m/s，在此过程中推力F所做的功是547J；（2）若轻杆平行于斜面时杆对小球作用力大小FT=48N，此时B大小是6m/s；（3）若轻杆平行于斜面时A=5m/s，此时B大小是3m/s【点评】解决本题的关键要掌握功与能的关系，明确两个物体速度之间的关系，运用速度的分解法研究速度的关系17如图所示为一传送带装置模型，固定斜面的倾角为=37，底端
41、经一长度可忽略的光滑圆弧与足够长的水平传送带相连接，可视为质点的物体质量m=3kg，从高h=1.2m的斜面上由静止开始下滑，它与斜面的动摩擦因数1=0.25，与水平传送带的动摩擦因数2=0.4，已知传送带以=5m/s的速度逆时针匀速转动，sin37=0.6，cos37=0.8，g取10m/s2，不计空气阻力求：（1）物体从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中与传送带间的摩擦生热值；（2）物体第一次离开传送带后滑上斜面，它在斜面上能达到的最大高度；（3）从物体开始下滑到最终停止，物体在斜面上通过的总路程；（提示：物体第一次滑到传送带上运动一段时间以后又回到了斜面上，如此反复多次后最终停在斜面底端
42、）【分析】（1）先根据动能定理求出物体第一次滑到斜面底端时的速度由牛顿第二定律求出物体在传送带上滑行的加速度大小，由速度公式求出物体向右运动的时间，从而求物体与传送带间的相对位移，再求摩擦生热（2）由速度公式求出物体第一次离开传送带时的速度，再由动能定理求它在斜面上能达到的最大高度（3）物体会最终停在斜面的底端对全过程应用动能定理，可求物体在斜面上通过的总路程【解答】解：（1）设物体第一次滑到底端的速度为0，根据动能定理有：解得：0=4m/s在传送带上物体的加速度大小为：物体运动到传送带最右端时的时间为：依题意物体会返回到传送带左端，由运动的对称性知返回时间为t1，则从滑上传送带到第一次离开传
43、送带经历的时间为：t=2t1物体的位移为0，物体相对传送带的位移即传送带的位移为：x=t=2t1=10m则摩擦产生的热量为：Q=2mgx=120J（2）物体第一次返回到左端的速度为：=at1=4m/s=0物体以0的初速度从底端冲上斜面达最大高度，设最大高度为hm，由动能定理得：解得：hm=0.6m（3）物体会最终停在斜面的底端对全过程应用动能定理得：mgh=1mgcos37s代入数据解得物体在斜面上通过的总路程为：s=6m答：（1）物体从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中与传送带间的摩擦生热值是120J；（2）物体第一次离开传送带后滑上斜面，它在斜面上能达到的最大高度是0.6m；（3）从物体开始下滑到最终停止，物体在斜面上通过的总路程是6m【点评】解决本题的关键理清物体在整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律、运动学公式和动能定理进行求解，知道物体在传送带上运动的过程中，摩擦力做功的代数和为零
