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1、第三單元
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一、選擇題
1.下列說法中正確的是
( )
A.只有正在向上運動的物體,才有可能處于超重狀態(tài)
B.超重就是物體所受的重力增加
C.物體處于超重狀態(tài)時,地球?qū)λ囊ψ兇?
D.超重時物體所受的重力不變
【解析】 超重是指物體對支持物(或懸掛物)的支持力(或拉力)變大,但重力不變.
【答案】 D
2.質(zhì)量為1噸的汽車在平直公路上以10 m/s的速度勻速行駛,阻力大小不變.從某時刻開始,汽車牽引力減少2 000 N,那么從該時刻起經(jīng)過6 s,汽車行駛的路程是
( )
A.50 m B.
2、42 m
C.25 m D.24 m
【答案】 C
3.(2009年日照模擬)在水平地面上運動的小車車廂底部有一質(zhì)量為m1的木塊,木塊和車廂通過一根輕質(zhì)彈簧相連接,彈簧的勁度系數(shù)為k.在車廂的頂部用一根細線懸掛一質(zhì)量為m2的小球.某段時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)細線與豎直方向的夾角為θ,在這段時間內(nèi)木塊與車廂保持相對靜止,如上圖所示.不計木塊與車廂底部的摩擦力,則在這段時間內(nèi)彈簧的形變?yōu)?
( )
A.伸長量為 tan θ B.壓縮量為tan θ
C.伸長量為 D.壓縮量為
【解析】 分析m2的受力情況可得:m2gtan θ=m2a,得出:a=gtan θ,再對
3、m1應(yīng)用牛頓第二定律,得:kx=m1a,x=tan θ,因a的方向向左,故彈簧處于伸長狀態(tài),故A正確.
【答案】 A
4.如圖所示,質(zhì)量為m的物體A放在傾角為θ的斜面體B上,并在圖示的水平恒力F作用下使它們之間剛好不發(fā)生相對滑動而向左運動.已知斜面和水平面均光滑,那么下列關(guān)于這個物理情境的討論中正確的是
( )
A.題目中描述的這種物理情境不可能發(fā)生
B.A、B只有向左勻速運動時才能發(fā)生這種可能
C.斜面體B對物體A不做功是由于它們之間的彈力方向垂直于斜面
D.A、B具有共同加速度時能發(fā)生,并且恒力F大小為(M+m)gtan θ
【解析】 A、B間的彈力始終垂直于斜面方向
4、,與運動狀態(tài)無關(guān).不發(fā)生相對滑動即保持相對靜止,具有共同的加速度和速度,經(jīng)分析A的加速度a=gtan θ時即能出現(xiàn)這種情況.
【答案】 D
5.如圖所示,質(zhì)量為m的球與彈簧Ⅰ和水平細線Ⅱ相連,Ⅰ、Ⅱ的另一端分別固定于P、Q.球靜止時,Ⅰ中拉力大小為F1,Ⅱ中拉力大小為F2,當僅剪斷Ⅰ、Ⅱ中的一根的瞬間時,球的加速度a應(yīng)是
( )
A.若斷Ⅰ,則a=g,方向豎直向下
B.若斷Ⅱ,則a=,方向水平向左
C.若斷Ⅰ,則a=,方向沿Ⅰ的延長線
D.若斷Ⅱ,則a=g,方向豎直向上
【解析】 如果剪斷細線,彈簧來不及變化,所以重力與彈力的合力水平向左,大小為F1sin θ或F2;如果
5、剪斷彈簧,水平細線的拉力來得及變化,物體只受重力作用,加速度為g,方向豎直向下.
【答案】 AB
6.如圖所示,表面粗糙的傳送帶靜止時,物塊由皮帶頂端A從靜止開始滑到皮帶底端B用的時間是t,則
( )
A.當皮帶向上運動時,物塊由A滑到B的時間一定大于t
B.當皮帶向上運動時,物塊由A滑到B的時間一定等于t
C.當皮帶向下運動時,物塊由A滑到B的時間一定等于t
D.當皮帶向下運動時,物塊由A滑到B的時間一定小于t
【解析】 當皮帶向上運動時,物塊的受力情況與皮帶靜止時相同,則加速度相同,在位移相同時,時間必相同,所以A錯,B對;當皮帶向下運動時,初始時刻A受斜向下的摩擦力
6、,物塊向下運動的加速度變大,以后過程中加速度最小與傳送帶靜止時相同,故時間變短,所以C錯,D對.
【答案】 BD
7.如圖是一種升降電梯的示意圖,A為載人箱,B為平衡重物,它們的質(zhì)量均為M,上下均由跨過滑輪的鋼索系住,在電動機的牽引下使電梯上下運動.如果電梯中人的總質(zhì)量為m,勻速上升的速度為v,電梯即將到頂層前關(guān)閉電動機,依靠慣性上升h高度后停止,在不計空氣和摩擦阻力的情況下,h為
( )
A. B.
C. D.
【解析】 對A、B分別運用隔離法受力分析,設(shè)繩子拉力大小為F,有==a
據(jù)勻變速的運動學(xué)規(guī)律有:
2ah=v2,
解得:h=.
【
7、答案】 D
8.(2009年廣東卷)某人在地面上用彈簧秤稱得其體重為490 N.他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重,t0至t3時間段內(nèi),彈簧秤的示數(shù)如圖所示,電梯運行的v-t圖可能是(取電梯向上運動的方向為正)
( )
【解析】 從圖可以看出,t0~t1時間內(nèi),該人的視重小于其重力,t1~t2時間內(nèi),視重正好等于其重力,而在t2~t3時間內(nèi),視重大于其重力,根據(jù)題中所設(shè)的正方向可知,t0~t1時間內(nèi),該人具有向下的加速度,t1~t2時間內(nèi),該人處于平衡狀態(tài),而在t2~t3時間內(nèi),該人則具有向上的加速度,所以可能的圖象為AD.
【答案】 AD
9.如圖所示,小車板面上的物體質(zhì)量為m=8
8、 kg,它被一根水平方向上拉伸了的彈簧拉住而靜止在小車上,這時彈簧的彈力為6 N.現(xiàn)沿水平向左的方向?qū)π≤囀┮宰饔昧?,使小車由靜止開始運動起來,運動中加速度由零逐漸增大到1 m/s2,此后以1 m/s2的加速度向左做勻加速直線運動.在此過程中,以下說法正確的是
( )
A.當小車加速度(向左)為0.75 m/s2時,物體不受摩擦力作用
B.小車以1 m/s2的加速度(向左)做勻加速直線運動時,物體受到的摩擦力為8 N
C.物體受到的摩擦力先減小,后增大,先向右、后向左
D.物體與小車始終保持相對靜止,彈簧對物體的作用力始終沒有發(fā)生變化
【解析】 物體開始受向右的摩擦力和向左的
9、彈力,靜摩擦力隨物體運動狀態(tài)的改變而改變.當小車的加速度為0.75 m/s2時僅有彈簧彈力對物體提供加速度;當小車的加速度從零逐漸增大到0.75 m/s2時,物體向右的摩擦力越來越小;當小車的加速度從0.75 m/s2逐漸增大到1 m/s2時,物體向左的摩擦力越來越大,當加速度為1 m/s2時,物體受到的摩擦力為2 N.故選A、C、D.
【答案】 ACD
10.如圖所示,AB和CD是兩條光滑斜槽,它們各自的兩端分別位于半徑為R和r的兩個相切的豎直圓上,并且斜槽都通過切點P,有一個小球由靜止分別從A滑到B和從C滑到D,所用的時間分別為t1和t2,則t1和t2之比為
( )
A.1∶
10、1 B.1∶2
C.∶1 D.1∶
【解析】 由2Rcos 30°+2rcos 30°=gcos 30°t,和2Rcos 60°+2rcos 60°=gcos 60°t得:t1=t2=,與θ無關(guān),故只有A正確.
【答案】 A
二、非選擇題
11.實驗小組利用如下圖甲所示的實驗裝置來探究當合外力一定時,物體運動的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系.
(1)由圖甲中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離s=50.00 cm,由圖乙中游標卡尺測得遮光條的寬度d=______cm.該實驗小組在做實驗時,將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放,由數(shù)字計時器可以讀出遮光條通過光電門1的時間
11、Δt1和遮光條通過光電門2的時間Δt2,則滑塊經(jīng)過光電門1時的瞬時速度的表達式為______,滑塊的加速度的表達式為______.(以上表達式均用字母表示)
(2)在本次實驗中,實驗小組通過改變滑塊質(zhì)量總共做了6組實驗,得到如下表所示的實驗數(shù)據(jù).其中當滑塊的質(zhì)量是350 g時,Δt1=1.60×10-3 s,Δt2=1.50×10-3 s,請根據(jù)(1)中得到的表達式計算出此時的加速度,并將結(jié)果填在下表中相應(yīng)位置.
m(g)
a(m/s2)
250
1.80
300
1.50
350
400
1.13
500
0.90
800
0.56
(3)實驗小組根據(jù)實
12、驗數(shù)據(jù)作出了a與的圖線如圖所示,該圖線有一段是彎曲的,試分析圖
線彎曲的原因.
________________________________________________________________________.
【答案】 (1)0.480 v1=
a=或a=
(2)1.24
(3)滑塊質(zhì)量較小,不能滿足實驗條件“滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量”
12.(2009年上海單科)如下圖(a)所示,質(zhì)量m=1 kg的物體沿傾角θ=37°的固定粗糙斜面由靜止開始向下運動,風(fēng)對物體的作用力沿水平方向向右,其大小與風(fēng)速v成正比比例系數(shù)用k表示,物體加速度a與風(fēng)速v的關(guān)系如下圖(b)
13、所示,求:
(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)比例系數(shù)k. (sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)
【解析】 (1)v=0,a0=4 m/s2
mgsin θ-μmg cos θ=ma0
μ===0.25.
(2)v=5 m/s,a=0
mgsin θ-μFN-kvcos θ=0
FN=mgcos θ+kvsin θ
mg(sin θ-μcos θ)-kv(μsin θ+cos θ)=0
k== kg/s
=0.84 kg/s.
【答案】 (1)0 25 (2)0.84 kg/s
13.如下圖所示,輪子的半徑均為R=0.20
14、 m,且均由電動機驅(qū)動以角速度ω=8.0 rad/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動,輪子的轉(zhuǎn)動軸在同一水平面上,軸心相距d=1.6 m.現(xiàn)將一塊質(zhì)量為m=20 kg的均勻木板條輕輕平放在輪子上,開始時木板條的重心恰好在O2輪的正上方,已知木板條的長度L>2d,木板條與輪子間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.16,試求:
(1)木板條做勻加速運動的位移;
(2)木板條重心恰好運動到O1輪正上方所需的時間.
【解析】 (1)分析木板條受力,在豎直方向有FN1+FN2+FN3=mg
在水平方向有ma=Ff=μFN1+μFN2+μFN3=μ(FN1+FN2+FN3)=μmg
a=μg=1.6 m/s2
當v1=
15、ωR=1.6 m/s時,木板條的勻加速運動結(jié)束
x1==0.8 m.
(2)木板條在輪子上先勻加速再勻速運動,有
t1==1 s
t2==0.5 s
t=t1+t2=1.5 s.
【答案】 (1)0.8 m (2)1.5 s
14.如圖所示,足夠長的木板質(zhì)量M=10 kg,放置于光滑水平地面上,以初速度v0=5 m/s沿水平地面向右勻速運動.現(xiàn)有足夠多的小鐵塊,它們的質(zhì)量均為m=1 kg,在木板上方有一固定擋板,當木板運動到其最右端位于擋板正下方時,將一小鐵塊貼著擋板無初速度地放在木板上,小鐵塊與木板的上表面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,當木板運動了L=1 m時,又無初速地貼著擋板在
16、第1個小鐵塊上放上第2個小鐵塊.只要木板運動了L就按同樣的方式再放置一個小鐵塊,直到木板停止運動.(取g=10 m/s2)試問:
(1)第1個鐵塊放上后,木板運動了L時,木板的速度多大?
(2)最終木板上放有多少個鐵塊?
(3)最后一個鐵塊放上后,木板再向右運動的距離是多少?
【解析】 (1)第1個鐵塊放上后,木板做勻減速運動,
即有:μmg=Ma1,2a1L=v-v
代入數(shù)據(jù)解得:v1=2 m/s.
(2)設(shè)最終有n個鐵塊能放在木板上,則木板運動的加速度大小為:
an=
第1個鐵塊放上后:2a1L=v-v
第2個鐵塊放上后:2a2L=v-v
…
第n個鐵塊放上后:2anL=v-v
由上可得:(1+2+3+…+n)·2L=v-v
木板停下時,vn=0,得n=6.6.
即最終有7個鐵塊放在木板上.
(3)從放上第1個鐵塊至剛放上第7個鐵塊的過程中,由(2)中表達式可得:
·2L=v-v
從放上第7個鐵塊至木板停止運動的過程中,設(shè)木板發(fā)生的位移是d,則:
2·d=v-0
聯(lián)立解得:d= m.
【答案】 (1)2 m/s (2)7個 (3) m