安徽省安庆市2014-2015学年高一上学期期末物理试卷
安徽省安庆市2014-2015学年高一上学期期末物理试卷
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一个正确选项)
1.(4分)某物体运动的速度图象如图,根据图象可知()
A.0﹣2s内的加速度为2m/s2
B.0﹣5s内的位移为10m
C.第1s末与第3s末的速度方向相同
D.第1s末与第5s末加速度方向相同
2.(4分)如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个质量为m=0.2kg的小球,小球处于静止状态,弹性杆对小球的弹力(g取10m/s2)()
A.大小为2N,方向平行于斜面向上
B.大小为1N,方向平行于斜面向上
C.大小为2N,方向垂直于斜面向上
D.大小为2N,方向竖直向上
3.(4分)如图所示,物块A和B的质量均为m,A、B用轻质弹簧M连接,两个装置都放在水平的支托物C上面处于平衡状态,现突然撤去支托物C,让物块下落,在除去支托物C 的瞬间,A、B受到的合力分别为F1和F2,则()
A.F1=0,F2=2mg B.F1=0,F2=mg C.F1=mg,F2=0 D.F1=mg,F2=2mg
4.(4分)火车在平直轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回车上原处,这是因为()
A.人跳起后,车厢内空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动
B.人跳起的瞬间,车厢地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动
C.人跳起后,因惯性在水平方向上保持与车同样的速度,所以落回原处
D.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离大小,不明显而已
5.(4分)物体在于其初速度v0始终共线的合力F的作用下运动.取v0方向为正,合力F随时间t的变化情况如图所示,则在0﹣t1这段时间内()
A.物体的加速度先减小后增大,速度也是先减小后增大
B.物体的加速度先增大后减小,速度也是先增大后减小
C.物体的加速度先减小后增大,速度一直增大
D.物体的加速度先减小后增大,速度一直减小
6.(4分)关于力学单位制说法中正确的是()
A.k g、m/s、N是导出单位
B.k g、m、J是基本单位
C.在国际单位制中,质量的基本单位是kg,也可以是g
D.只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是F=ma
7.(4分)物体运动的速度方向,加速度方向与作用在物体上合外力的方向之间的关系是()A.速度方向,加速度方向、合外力方向三者是相同的
B.速度方向可与加速度成任何夹角,但加速度方向总是与合外力的方向相同
C.速度方向总与合外力方向相同,而加速度可能与速度方向相同,也可能不相同
D.速度方向总与加速度方向相同,而加速度方向可能与合外力方向相同,也可能不相同
8.(4分)如图所示,将两条形磁铁吸在一起,竖直放置在水平桌面上,处于静止,磁铁A在上,磁铁B在下,下列关于A、B受力的说法中正确的是()
A.B对A的支持力大小等于A的重力大小
B.B对A的支持力小于A的重力
C.A对B的压力大于B对A的支持力
D.A对B的压力大小等于B对A的支持力大小
9.(4分)悬挂在电梯天花板上的弹簧测力计的挂钩挂着质量为m的物体,电梯静止时弹簧测力计的示数为G=mg,下列说法正确的是()
A.当电梯匀速上升时,弹簧测力计的示数增大,电梯匀速下降时,弹簧测力计的示数减小B.只有电梯加速上升时,弹簧测力计的示数才会增大,只有电梯加速下降时,弹簧测力计示数才会减小
C.不管电梯向上或向下运动,只要加速度的方向竖直向上,弹簧测力计的示数一定不变D.不管电梯向上或向下运动,只要加速度的方向竖直向下,弹簧测力计的示数一定减小
10.(4分)在如图所示的四个图中,AB、BC均为轻质杆,各圈中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链连接,下列说法正确的是()
A.图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙
B.图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙、丁
C.图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丙
D.图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙
二、实验题(本题共3小题,共18分,把答案填在题中的横线上或按要求作答)
11.(4分)用如图所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于A点,另一端B用细绳绕过定滑轮挂上钩码,旁边附有一竖直刻度尺,当挂两个钩码时,绳上一定点P对应的刻度线如图中的ab虚线所示,再增加一个钩码后,P点对应的刻度线如图中的虚线cd所示,已知每个钩码质量均为50g,重力加速度g=9.8m/s2,则被测弹簧的劲度系数为N/m.
12.(6分)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中:
(1)为探究加速度与力F的关系,应保持不变,实验中应把长木板在小车运动的起始端适当垫高,这样做是为了.
(2)某同学在实验中得到一条纸带(如图),图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s,由图中给出的数据计算在打下B点时小车的速度νB=和小车在此过程中的加速度a=.(两问中的计算结果均要求取三位有效数字)
13.(8分)在做“探究求合力的方法”的实验中:
(1)其中两个实验步骤分别是:
①在水平放置的方木板上固定一张白纸,用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上,另一端拴上两个绳套,通过细绳的同时用两个弹簧测力计(弹簧测力计与方木板平面平行)互成角度地拉橡皮条,使它与细绳的结点到达某一位置O点,在白纸上用铅笔记下O点的位置并读出两个弹簧测力计的示数F1和F2.
②只用一只弹簧测力计,通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与用两个弹簧测力计拉橡皮条时的伸长量相同,读出此时弹簧测力计的示数F′并记下细绳的方向.
请指出以上步骤中的错误或疏漏:①中是;②中是.
(2)在某次实验中,两个弹簧测力计的拉力F1、F2已在图中画出,图中方格的边长表示2N,O点是橡皮条的结点,请用四个直角三角板作出合力F的图示,并求出合力的大小为N.
三、计算或论述题:本题共4小题,共42分,解答应写出必要的文字说明,方程式和重要运算步骤,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.14.(8分)一个物体从塔顶由静止开始落下(不考虑空气阻力),物体在到达地面前最后一秒内通过的位移为45m,求塔高H(取g=10m/s2).
15.(10分)水平传递带AB以v=200cm/s的速度匀速运动,如图所示,A、B相距0.011km,一物体(可视为质点)从A点由静止释放,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2,求物体从A沿传送带运动到B所需的时间.
16.(12分)在海滨游乐场里有一种滑沙运动,如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来.若某人和滑板的总质量m=60.0kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.50,斜坡的倾角θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大?
(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离BC为L=20.0m,则人在斜坡上滑下的距离AB 应不超过多少?
17.(12分)杂技演员在进行“顶杆”表演时,顶杆演员A顶住一根质量可忽略不计的长竹竿.质量为m=30kg的演员B自竹竿顶部由静止开始下滑,滑到竹竿底端时速度恰好为零.为了研究下滑演员B沿杆的下滑情况,在顶杆演员A与竹竿底部之间安装了一个力传感器.由于竹竿处于静止状态,传感器显示的就是下滑演员B所受摩擦力的情况,如图所示.g=10m/s2.求:(1)下滑演员B下滑过程中的最大速度;
(2)竹杆的长度.
安徽省安庆市2014-2015学年高一上学期期末物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,只有一个正确选项)
1.(4分)某物体运动的速度图象如图,根据图象可知()
A.0﹣2s内的加速度为2m/s2
B.0﹣5s内的位移为10m
C.第1s末与第3s末的速度方向相同
D.第1s末与第5s末加速度方向相同
考点:匀变速直线运动的图像.
专题:运动学中的图像专题.
分析:速度时间图线的斜率表示加速度,图线与时间轴围成的面积表示物体的位移,根据速度的正负值判断物体速度的方向.
解答:解:A、D在0﹣2s内的加速度为:a1=m/s2=1m/s2,
在4﹣5s内,加速度为:a2=m/s2=﹣2m/s2.知第1s末与第5s末加速度的方向相反.故A、D错误.
B、0﹣5s内的位移为:x=×(2+5)×2m=7m.故B错误.
C、第1s末与第4s末的速度都为正值,速度方向相同.故C正确.
故选:C.
点评:解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义,知道图线的斜率、图线与时间轴围成的面积表示的含义.
2.(4分)如图所示,一根弹性杆的一端固定在倾角为30°的斜面上,杆的另一端固定一个质量为m=0.2kg的小球,小球处于静止状态,弹性杆对小球的弹力(g取10m/s2)()
A.大小为2N,方向平行于斜面向上
B.大小为1N,方向平行于斜面向上
C.大小为2N,方向垂直于斜面向上
D.大小为2N,方向竖直向上
考点:物体的弹性和弹力.
专题:受力分析方法专题.
分析:小球保持静止状态,合力为零,小球受重力和弹力,根据二力平衡条件可判断弹力的大小和方向.
解答:解:小球受到重力G和弹性杆对小球的弹力F,由于小球处于静止状态,弹力与重力平衡,故弹性杆对小球的弹力方向应竖直向上,大小为F=G=2N.
故选:D.
点评:本题关键结合平衡条件对物体受力分析,要注意杆的弹力方向可以与杆平行,也可以与杆不共线.
3.(4分)如图所示,物块A和B的质量均为m,A、B用轻质弹簧M连接,两个装置都放在水平的支托物C上面处于平衡状态,现突然撤去支托物C,让物块下落,在除去支托物C 的瞬间,A、B受到的合力分别为F1和F2,则()
A.F1=0,F2=2mg B.F1=0,F2=mg C.F1=mg,F2=0 D.F1=mg,
F2=2mg
考点:牛顿第二定律.
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:分别两物体进行分析,明确弹簧的弹力大小;再根据弹簧的性质分析除去物C时两物体受力情况.
解答:解:在除去支托物前,根据平衡条件得知,弹簧的弹力大小等于mg,支托物对B的支持力大小等于2mg.在除去支托物的瞬间,弹簧的弹力没有来得及变化,A的受力情况没有变化,则A所受合力为零,即F1=0.B所受的合力大小等于支托物的支持力大小2mg,即:F2=2mg.
故选:A
点评:本题是瞬时问题,要抓住弹簧的弹力不能突变这一重要性质进行分析.
4.(4分)火车在平直轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回车上原处,这是因为()
A.人跳起后,车厢内空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动
B.人跳起的瞬间,车厢地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动
C.人跳起后,因惯性在水平方向上保持与车同样的速度,所以落回原处
D.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离大小,不明显而已
考点:惯性.
分析:火车在长直轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,水平方向由于惯性保持与火车相同的速度,所以落到车上原处.
解答:解:A、人跳起后,车厢内空气给他的阻力很小,不足以使他随火车一起向前运动.故A错误.
B、C、D人跳起时,水平方向由于惯性保持与火车相同的速度,而起跳后,在水平方向人不受外力做匀速直线运动,速度与火车保持相同.故BD错误C正确.
故选:C
点评:本题关键是将人的运动分解为竖直方向的上抛运动和水平方向的匀速直线运动,然后结合牛顿第一定律分析求解.
5.(4分)物体在于其初速度v0始终共线的合力F的作用下运动.取v0方向为正,合力F随时间t的变化情况如图所示,则在0﹣t1这段时间内()
A.物体的加速度先减小后增大,速度也是先减小后增大
B.物体的加速度先增大后减小,速度也是先增大后减小
C.物体的加速度先减小后增大,速度一直增大
D.物体的加速度先减小后增大,速度一直减小
考点:牛顿第二定律;加速度.
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:根据物体所受的合力确定加速度的变化,结合加速度方向与速度方向的关系判断速度的变化.
解答:解:物体所受的合力先减小后增大,根据牛顿第二定律知,物体的加速度先减小后增大;由于0﹣t1这段时间内加速度方向不变,加速度方向始终与速度方向相同,知速度一直增大.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
点评:解决本题的关键知道加速度方向与合力的方向相同,当加速度方向与速度方向相同,做加速运动,当加速度方向与速度方向相反,做减速运动.
6.(4分)关于力学单位制说法中正确的是()
A.k g、m/s、N是导出单位
B.k g、m、J是基本单位
C.在国际单位制中,质量的基本单位是kg,也可以是g
D.只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是F=ma
考点:力学单位制.
分析:国际单位制规定了七个基本物理量.分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量.其单位是基本单位.
解答:解:A、kg是质量的单位它是基本单位,m/s、N是导出单位,故A错误.
B、三个力学基本物理量分别是长度、质量、时间,它们的单位是基本单位,分别为m、kg、s,J是导出单位,故B错误.
C、g也是质量的单位,但它不是质量在国际单位制中的基本单位,是常用单位,故C错误.
D、牛顿第二定律的表达式F=ma,是在其中的物理量都取国际单位制中的单位时得出的,故D正确.
故选:D.
点评:本题要求同学们知道单位制包括基本单位和导出单位,正确区分基本单位和导出单位,不能混淆.
7.(4分)物体运动的速度方向,加速度方向与作用在物体上合外力的方向之间的关系是()A.速度方向,加速度方向、合外力方向三者是相同的
B.速度方向可与加速度成任何夹角,但加速度方向总是与合外力的方向相同
C.速度方向总与合外力方向相同,而加速度可能与速度方向相同,也可能不相同
D.速度方向总与加速度方向相同,而加速度方向可能与合外力方向相同,也可能不相同
考点:加速度与力、质量的关系式.
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:物体运动的速度方向,加速度方向与作用在物体上合外力的方向之间的关系是(
解答:解:A、加速度方向与合外力方向总是相同,而与速度方向不一定相同.故A错误.B、速度与加速度没有直接的关系,两者方向可以成任何夹角,而加速度方向总是与合外力的方向相同.故B正确.
C、D加速度方向、合外力方向可能与速度方向相同,也可能不相同.故C错误,D错误.
故选:B
点评:本题考查对速度、加速度和合外力方向关系的理解能力.抓住牛顿第二定律理解合外力与加速度的关系,而速度与加速度无关.
8.(4分)如图所示,将两条形磁铁吸在一起,竖直放置在水平桌面上,处于静止,磁铁A在上,磁铁B在下,下列关于A、B受力的说法中正确的是()
A.B对A的支持力大小等于A的重力大小
B.B对A的支持力小于A的重力
C.A对B的压力大于B对A的支持力
D.A对B的压力大小等于B对A的支持力大小
考点:作用力和反作用力.
专题:常规题型.
分析:对整体进行受力分析可求得B对桌面的压力;再用隔离法可求得AB间的作用力.
解答:解:A、A受到了重力,B对A的支持力和B对A的吸引力,根据平衡条件得:B 对A的支持力等于A的重力与吸引力的合力,故A错误,B错误;
B、A对B的压力与B对A的支持力是作用力与反作用力,所以A对B的压力等于B对A 的支持力,故C错误,D正确;
故选:D.
点评:在研究多个物体的平衡时,一般要灵活选到整体法与隔离法;再对我们选取的研究对象进行受力分析.
9.(4分)悬挂在电梯天花板上的弹簧测力计的挂钩挂着质量为m的物体,电梯静止时弹簧测力计的示数为G=mg,下列说法正确的是()
A.当电梯匀速上升时,弹簧测力计的示数增大,电梯匀速下降时,弹簧测力计的示数减小B.只有电梯加速上升时,弹簧测力计的示数才会增大,只有电梯加速下降时,弹簧测力计示数才会减小
C.不管电梯向上或向下运动,只要加速度的方向竖直向上,弹簧测力计的示数一定不变D.不管电梯向上或向下运动,只要加速度的方向竖直向下,弹簧测力计的示数一定减小
考点:牛顿第二定律;物体的弹性和弹力.
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:电梯匀速运动,处于平衡状态,弹簧测力计示数不变.超重时物体的加速度向上,失重时物体加速度向下.结合牛顿运动定律分析.
解答:解:A、电梯匀速运动上升或下降时,物体都处于平衡状态,弹簧测力计示数等于物体的重力mg,保持不变,故A错误.
B、当电梯加速上升或减速下降时,物体都处于超重状态,弹簧测力计的示数都增大.当电梯加速下降或减速上升时,物体都处于失重状态,弹簧测力计的示数都减小,故B错误.
C、不管电梯向上或向下运动,只要加速度的方向竖直向上,物体都处于超重状态,弹簧测力计的示数都增大.故C错误.
D、不管电梯向上或向下运动,只要加速度的方向竖直向下,物体都处于失重状态,弹簧测力计的示数都减小,故D正确.
故选:D.
点评:本题重点掌握超重失重所对应的运动性质和加速度的方向问题.要注意超重或失重,只看加速度的方向,而对应的运动情况有两种.
10.(4分)在如图所示的四个图中,AB、BC均为轻质杆,各圈中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链连接,下列说法正确的是()
A.图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、乙
B.图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙、丁
C.图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有乙、丙
D.图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有甲、丙
考点:共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.
专题:共点力作用下物体平衡专题.
分析:绳子只能受到拉力,而杆的弹力方向不一定沿杆子方向,当杆受到拉力时,可以用轻绳代替.
解答:解:由图看出,甲、丙、丁中,AB杆对B点产生的是拉力,当用轻绳代替时效果不变,仍能使装置平衡,故图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有,甲、丙、丁.
同理可知,图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的只有丙.
故选:B.
点评:本题运用等效的思想分析,当轻绳与轻杆的作用相同时,可以相互替代.
二、实验题(本题共3小题,共18分,把答案填在题中的横线上或按要求作答)
11.(4分)用如图所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于A点,另一端B用细绳绕过定滑轮挂上钩码,旁边附有一竖直刻度尺,当挂两个钩码时,绳上一定点P对应的刻度线如图中的ab虚线所示,再增加一个钩码后,P点对应的刻度线如图中的虚线cd所示,已知每个钩码质量均为50g,重力加速度g=9.8m/s2,则被测弹簧的劲度系数为70N/m.
考点:胡克定律.
分析:刻度尺在读数时需要估读;弹簧的劲度系数:代入数据计算即可.
解答:解:开始时刻度尺的读数为:x1=31.10cm,刻度尺的第二次读数:x2=31.80cm
弹簧的劲度系数:N/m
故答案为:70.
点评:在测量器材的读数中,刻度尺在读数时需要估读.切记.
12.(6分)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中:
(1)为探究加速度与力F的关系,应保持小车的质量不变,实验中应把长木板在小车运动的起始端适当垫高,这样做是为了平衡摩擦力.
(2)某同学在实验中得到一条纸带(如图),图中相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s,由图中给出的数据计算在打下B点时小车的速度νB=0.0815m/s和小车在此过程中的加速度
a=0.195m/s2.(两问中的计算结果均要求取三位有效数字)
考点:探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
专题:实验题.
分析:(1)探究加速度与力、质量的关系,要采取控制变量法,实验中应把长木板在小车运动的起始端适当垫高,目的是平衡摩擦力,使重力的分力与摩擦力平衡.
(2)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,去求B点的速度.根据△x=aT2去求加速度.
解答:解:(1)在探究物体的加速度与力的关系时,应保持小车的质量不变.因为存在摩擦,实验时将长木板在小车运动的起始端适当垫高,使重力的分力等于摩擦力,从而平衡摩擦力.
(2)根据平均速度等于这段中时刻的瞬时速度,则有:v B==m/s=0.0815m/s.利用逐差法求加速度a,a==m/s2=0.195m/s2.
故答案为:(1)小车的质量,平衡摩擦力;(2)0.0815m/s,0.195m/s2.
点评:解决本题的关键掌握求瞬时速度的方法,某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度.以及会用逐差法求加速度.
13.(8分)在做“探究求合力的方法”的实验中:
(1)其中两个实验步骤分别是:
①在水平放置的方木板上固定一张白纸,用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上,另一端拴上两个绳套,通过细绳的同时用两个弹簧测力计(弹簧测力计与方木板平面平行)互成角度地拉橡皮条,使它与细绳的结点到达某一位置O点,在白纸上用铅笔记下O点的位置并读出两个弹簧测力计的示数F1和F2.
②只用一只弹簧测力计,通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与用两个弹簧测力计拉橡皮条时的伸长量相同,读出此时弹簧测力计的示数F′并记下细绳的方向.
请指出以上步骤中的错误或疏漏:①中是未记下两条细绳的方向;②中是未说明把橡皮条的结点拉到位置O.
(2)在某次实验中,两个弹簧测力计的拉力F1、F2已在图中画出,图中方格的边长表示2N,O点是橡皮条的结点,请用四个直角三角板作出合力F的图示,并求出合力的大小为10N.
考点:验证力的平行四边形定则.
专题:实验题.
分析:步骤①中只有记下两条细绳的方向,才能确定两个分力的方向,进一步才能根据平行四边形定则求合力;步骤②中只有使结点到达同样的位置O,才能表示两种情况下力的作用效果相同,根据F1、F2作出平行四边形,对角线表示合力,根据几何关系可以求出合力大小.
解答:解:(1)本实验为了验证力的平行四边形定则,采用的方法是作力的图示法,作出合力和理论值和实际值,然后进行比较,得出结果.所以,实验时,除记录弹簧秤的示数外,还要记下两条细绳的方向,以便确定两个拉力的方向,这样才能作出拉力的图示.步骤①中未记下两条细绳的方向;步骤②中未说明把橡皮条的结点拉到位置O.
(2)以F1、F2为临边,作出平行四边形,如图所示:
对角线表示合力,则F合=10N
故答案为:(1)①未记下两条细绳的方向;②未说明把橡皮条的结点拉到位置O.
(2)如图;10
点评:本实验关键理解实验原理,根据实验原理分析实验步骤中有无遗漏或缺陷,因此掌握实验原理是解决实验问题的关键.
三、计算或论述题:本题共4小题,共42分,解答应写出必要的文字说明,方程式和重要运算步骤,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.14.(8分)一个物体从塔顶由静止开始落下(不考虑空气阻力),物体在到达地面前最后一秒内通过的位移为45m,求塔高H(取g=10m/s2).
考点:自由落体运动.
专题:自由落体运动专题.
分析:设物体从塔顶落到地面所经历时间为t,则到达地面最后一秒内的位移等于ts内的位移减去(t﹣1)s内的位移,根据结合位移差为45m,求出物体下落的时间,从而求出
塔高.
解答:解:设物体从塔顶落到地面所经历时间为t s,通过的位移为H,物体在(t﹣1)s内的位移为h.
根据自由落体运动的规律,有
H﹣h=45m③由①②③联立解得t=5s
所以
故塔高为125m.
点评:解决本题的关键通过,结合到达地面最后一秒内的位移等于ts内的位移减去(t﹣1)s内的位移,求出运行的时间,从而求出下落的距离,即塔高.
15.(10分)水平传递带AB以v=200cm/s的速度匀速运动,如图所示,A、B相距0.011km,一物体(可视为质点)从A点由静止释放,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2,求物体从A沿传送带运动到B所需的时间.
考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:根据牛顿第二定律求出物体的加速度,结合速度时间公式求出速度达到传送带速度的时间,根据位移时间公式求出匀加速运动的位移,从而得出匀速运动的位移,结合匀速运动的时间得出物体由A到B的总时间.
解答:解:物体放上传送带,先做匀加速直线运动,加速度为:
a==μg=2m/s2;
设经过时间t1速度达到2m/s,则:t1==s=1s
匀加速直线运动的位移为x1==m=1m
则匀速运动的位移为:x2=L﹣x1=11m﹣1m=10m,
匀速运动的时间为:t2==s=5s
总时间为:t=t1+t2=1s+5s=6s.
答:物体从A沿传送带运动到B所需的时间是6s.
点评:解决本题的关键理清物块在传送带上的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解.
16.(12分)在海滨游乐场里有一种滑沙运动,如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来.若某人和滑板的总质量m=60.0kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.50,斜坡的倾角θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)人从斜坡上滑下的加速度为多大?
(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离BC为L=20.0m,则人在斜坡上滑下的距离AB 应不超过多少?
考点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:人与滑板由静止从粗糙斜面滑下后,又滑上粗糙水平面最后停止.在斜面上对其进行受力分析,再进行力的合成求出合力,运用牛顿第二定律可算出加速度.
当人与滑板从静止到停止,先做匀加速后做匀减速,由动能定理,可求出滑下的距离AB.
解答:解:(1)人在斜面上受力如图所示,建立图示坐标系,设人在斜坡上滑下的加速度为a1
由牛顿第二定律有mgsinθ﹣F f1=ma1
F N1﹣mgcosθ=0
又F f1=μF N1
联立解得a1=g(sinθ﹣μcosθ)=2.0 m/s2
(2)根据动能定理,选取从开始到停止,
则有:mgL AB sinθ﹣μmgL﹣μmgcosθL AB=0﹣0;
解得:L AB=50m;
答:(1)人从斜坡滑下的加速度为2m/s2;(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离为
L=20.0m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过50m.
点评:对研究对象的进行受力分析与运动分析,再由运动学公式与牛顿运动定律相结合.同时第二个小问可以用动能定理来处理.
17.(12分)杂技演员在进行“顶杆”表演时,顶杆演员A顶住一根质量可忽略不计的长竹竿.质量为m=30kg的演员B自竹竿顶部由静止开始下滑,滑到竹竿底端时速度恰好为零.为了研究下滑演员B沿杆的下滑情况,在顶杆演员A与竹竿底部之间安装了一个力传感器.由于竹竿处于静止状态,传感器显示的就是下滑演员B所受摩擦力的情况,如图所示.g=10m/s2.求:(1)下滑演员B下滑过程中的最大速度;
(2)竹杆的长度.
考点:牛顿第二定律.
专题:牛顿运动定律综合专题.
分析:(1)由于摩擦力先小于重力后大于重力,故演员B先加速下滑后减速下滑,根据牛顿第二定律求解加速过程的加速度,再根据速度时间公式计算最大速度;
(2)先求出加速下降的位移,再根据动能定理求出减速下降的位移,两段位移之和即为杆的长度.
解答:解:(1)以人为研究对象,人加速下滑过程中受重力mg和杆对人的作用力F1,由题图可知,人加速下滑过程中杆对人的作用力F1为180 N.
由牛顿第二定律得
mg﹣F1=ma,
则a=4 m/s2.
1s末人的速度达到最大,则v=at1=4 m/s.
(2)加速下降时位移为:s1=at12=2 m.
减速下降时,由动能定理得(mg﹣F2)s2=0﹣mv2,
代入数据解得s2=4m,
杆的长度s=s1+s2=6m.
答:(1)杆上的人下滑过程中的最大速度为4m/s;
(2)竹竿的长度为6m.
点评:本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用,要求同学们能根据图象得出有效信息,能根据受力情况判断运动情况,难度适中.