2020北京密云高一(上)期末物理(教师版)
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这是一份2020北京密云高一(上)期末物理(教师版),共20页。试卷主要包含了多项选择题,填空题.,论述等内容,欢迎下载使用。
2020北京密云高一(上)期末
物 理
一、本题共12小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题意的.(每小题3分,共36分)
1.(3分)宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时曾经作了一首诗:“飞花两岸照船红,百里榆堤半日风。卧看满天云不动,不知云与我俱东。”诗中艺术性地表达了诗人对一物理知识的理解,这一物理知识是( )
A.相互作用力
B.描述运动可以选择不同的参考系
C.地理位置的东西方向如何判断
D.看云可以判断天气
2.(3分)在物理学中突出问题的主要因素、忽略次要因素、建立理想化模型,是经常采用的一种科学研究方法,“质点”这一理想化模型就是这种方法的具体应用。用同样的方法建立的概念是( )
A.位移 B.弹力
C.自由落体运动 D.加速度
3.(3分)胡克定律是英国科学家胡克于1678年发现的。实际上早于他1500年前,我国东汉时期的经学家和教育家郑玄就提出了与胡克定律类似的观点,他在为“量其力,有三钧”作注解时写到:“假令弓力胜三石,引之中三尺,驰其弦,以绳缓擐之,每加物一石,则张一尺。”郑玄的观点表明,在弹性限度内( )
A.弓的弹力与弓的形变量成正比
B.弓的弹力与弓的形变量成反比
C.弓的弹力与弓的长度成正比
D.弓的弹力与弓的长度成反比
4.(3分)自然界中某量D的变化可以记为△D,发生这个变化所用的时间间隔可以记为△t;当△t极小时变化量△D与△t之比就是这个量对时间的变化率,简称变化率。速度随时间的变化率表达的物理量是( )
A.位移 B.平均速度 C.瞬时速度 D.加速度
5.(3分)“某物体做匀加速直线运动,初速度为零,加速度为2m/s2,求3s末物体的速度”,对于该问题解答规范的是( )
A.根据v=v0+at,得v=0+2×3m/s=6m/s
B.根据v=at,得v=2×3=6
C.根据v=v0+at,得v=0+2×3=6m/s
D.根据v=v0+at,得v=0+2×3m/s=6
6.(3分)以下描述了四个不同的运动过程,加速度最大的是( )
A.一架超音速飞机以500m/s的速度在天空沿直线匀速飞行了10s
B.一辆自行车以3m/s的速度从某一陡坡的顶端加速冲下,经过3s到达坡路底端时,速度变为12m/s
C.一只蜗牛由静止开始爬行,经过0.2s,获得了0.002m/s的速度
D.一列动车在离开车站加速行驶中,用了100s使速度由72km/h增加到144km/h
7.(3分)意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时,做了著名的“斜面实验”,如图他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况,发现铜球做的是匀变速直线运动,且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大,于是他对大倾角情况进行了合理的外推,由此得出自由落体运动是一种匀变速直线运动。伽利略研究落体运动中开创的近代物理学的研究方法,是进行科学探究的基本方法,也是认识自然规律的重要途经,该研究方法是( )
A.学习和研究 B.分析和论证
C.实验和逻辑推理 D.观察和实验
8.(3分)三个物体A、B、C沿同一条直线运动的x﹣t图象如图,下列说法中正确的是( )
A.A物体做加速直线运动
B.B物体做匀加速直线运动
C.C物体走过的路程最长
D.三个物体在0至t0时间内的平均速度相同
9.(3分)一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向落下,若雨滴下落过程中所受重力保持不变,假设空气对雨滴阻力随其下落速度的增大而增大,则如图所示的图象中可能正确反映雨滴整个下落过程运动情况的是( )
A. B.
C. D.
10.(3分)如图探究合力F与两分力F1、F2的关系实验,如果F1大小是3N,F2大小是4N,多次改变F1、F2之间的夹角,关于它们合力F的大小下列说法正确的是( )
A.F一定大于4N B.F可以大于7N
C.F可能等于0 D.F可能等于5N
11.(3分)如图把A、B两个弹簧测力计连接在一起,B的一端固定,用手拉测力计A.可以看到两个测力计的指针同时移动。这时,测力计B受到A的拉力F,A则受到B的拉力F′.关于F与F′关系正确的说法是( )
A.F与F′是一对平衡力,二者大小总相等、方向相反
B.F与F′是一对平衡力,只有两弹簧测力计均静止时才相等
C.F与F′是一对作用力与反作用力,二者大小总相等、方向相反
D.F是主动力,F′是被动力,所以F一定大于F′
12.(3分)用如图所示装置研究摩擦力的变化规律,把木块放在水平长木板上,在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团,它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是( )
A.木块开始运动前,摩擦力可以用公式F=μFN计算
B.该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小
C.木块开始运动前,拉力小于摩擦力
D.当拉力达到某一数值时木块开始移动,运动过程中木块受到的摩擦力会越来越大
二、多项选择题:本题共3小题,在每小题中有多个选项符合题意.(每小题3分,共9分.每小题全选对得3分,选对但不全得2分,有选错项该小题不得分)
13.(3分)生活中常用一根水平绳拉着悬吊重物的绳索来改变或固定悬吊物的位置。如图所示悬吊重物的细绳O点被一水平绳BO牵引,使悬绳AO段和竖直方向成θ=45°角。若悬吊物所受的重力为G,则下列说法正确的是( )
A.悬绳AO上承受的拉力最大
B.三根绳子上的拉力一样大
C.因为A、B两绳拉力的合力等于重力,所以A、B两绳拉力均小于重力G
D.B绳上的拉力等于重力G
14.(3分)如图甲儿童在滑梯游戏时在滑板上匀速滑下,关于儿童在滑板上受力问题求解时,可以将滑梯抽象为一个斜面的模型(图乙),以正在匀速滑下的小孩为研究对象。小孩受到三个力的作用:重力G、斜面的支持力FN和滑动摩擦力f,利用平衡知识求解三个力的关系,你认为下列受力分析及力的分解或合成示意图中符合规范的有:( )
A. B.
C. D.
15.(3分)如图所示,某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程;由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。他稳定站立时,体重计的示数为500N,关于实验现象,下列说法正确的是( )
A.“起立”过程是超重现象,“下蹲”过程是失重现象
B.“起立”和“下蹲”过程都有超重和失重现象出现
C.图记录的是他先“下蹲”稳定后又“起立”的过程
D.“下蹲”过程先出现失重现象,“起立”过程先出现超重现象
三、填空题.(本题共2小题.16题4分,17题10分,共14分)
16.(4分)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中,某同学的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的图示。
(1)图乙中的F是力F1和F2合力的 值。(请填写“理论值”或是“实际测量值”);
(2)本实验探究合力与分力关系用到的科学思想方法是 。(请从“理想化模型”、“等效替代”“放大微小量”“控制变量”四种中选填一种)
17.(10分)用斜面、小车、砂桶、砝码等器材做“探究加速度与力、质量的关系”实验,如图1是实验中一条打点的纸带,相邻记数点的时间间隔为T,且间距s1,s2,s3,…,s6已量出。
(1)请写出两种计算加速度的方法。
方法1: ;
方法2: 。
(2)如图2A,甲同学根据测量数据画出a﹣F图线,表明实验中存在的问题是 。
(3)乙、丙同学用同一装置实验,画出了各自得到的a﹣F图线如图2B所示,试判断说明两个同学做实验时哪一个物理量取值不同? ;并比较其大小 。
四、论述、计算题(本题有5小题,共41分)解题要求:写出必要的文字说明、方程式和演算步骤.有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位.
18.(6分)为了测出井口到水面的距离,让一个小石块从井口自由落下,经过2.0s后听到石块击水的声音。(g取10m/s2)
(1)请你估算水面到井口的距离;
(2)考虑到声音在空气中传播需要一定的时间,估算值偏大还是偏小?请说明理由。
19.(6分)在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据。刹车线是汽车刹车后停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹。在某次交通事故中,汽车的刹车线长度是14m。已知汽车轮胎与地面间的动摩擦因数为0.7,g=10m/s2,求:
(1)汽车刹车时的加速度大小;
(2)汽车开始刹车时的速度大小。
20.(8分)一个质量为m物体放在台式弹簧秤上如图,受到的支持力为FN,对台秤的压力为FN′。
(1)画出物体的受力分析示意图;
(2)试证明物体静止时对弹簧秤的压力大小等于物体所受的重力大小。(证明时,请在图上标出所涉及的力)
(3)若把物体和台秤放在加速上升的电梯里,请说明台秤的示数是否等于重力?如果不等,比重力大还是小?
21.(10分)如图一位滑雪者与装备的总质量为75kg,以2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下,山坡倾角为30°,在5s的时间内滑下的路程为60m(g取10m/s2),求:
(1)滑雪者下滑的加速度;
(2)人与装备对雪面的压力及滑雪者受到的阻力。(包括摩擦和空气阻力)
22.(11分)一足够长的水平传送带以速度v1匀速顺时针传动,t=0时,其右端有一可视为质点的物块以初速度v0向左滑上传送带,如图甲所示.通过固定在传送带左端附近的位移传感器,得到物块的位移x随时间t的变化关系如图乙所示,图中P、Q两点的坐标已知,0~3.0s内图象为曲线,3.0s~4.5s内图象为直线,取向左运动的方向为正方向,重力加速度g取10m/s2.
(1)请描述物块在3.0s~4.5s内做什么运动,并求出传送带速度v1的大小;
(2)求物块与传送带间的动摩擦因数μ和物块的初速度v0的大小;
(3)在图丙中,画出物块在0~4.5s内对应的v﹣t图象.
2020北京密云高一(上)期末物理
参考答案
一、本题共12小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题意的.(每小题3分,共36分)
1.【答案】B
【分析】研究物体的运动情况时,需要先选取一个标准做为参照物,物体与参照物的位置发生了变化,物体就是运动的;物体与参照物的位置没有发生变化,物体就是静止的。
【解答】解:ABC、细细品味该古诗,飞花两岸照船红,“飞花”是以运动的船为参考系的;而“卧看满天云不动”是指“云与我”保持相对静止,即“云与我”以相同的速度相对于地球向东运动,所以“云与我俱东”是以两岸的“红花”为参考系的,故B正确;而从诗中艺术性地表达了诗人对一物理知识的理解,不能看到相互作用力,也不能看到地理位置的东西方向如何判断,故AC误,B正确;
D、题中“卧看满天云不动,不知云与我俱东。”说明是以两岸的“红花”为参考系的,不能说明看云可以判断天气,故D错误。
故选:B。
【点评】此题通过古诗句考查同学们对参照物的选择、运动和静止的相对性的理解和掌握,研究同一物体的运动状态,如果选择不同的参照物,得出的结论可以不同,但都是正确的结论。
2.【答案】C
【分析】理想化模型是抓主要因素,忽略次要因素得到的。结合位移、弹力以及加速度定义的方法判断。
【解答】解:A、位移是根据物体空间位置的变化定义的,不是理想化模型,故A错误;
B、弹力是根据力的性质与特点命名的,不是理想化模型,故B错误;
C、在真空中物体只受重力,或者在空气中物体所受空气阻力很小,和物体重力相比可忽略时,物体从静止开始的下落运动为自由落体运动,自由落体运动是一种理想化的运动模型,故C正确;
D、加速度a=,是根据比值定义法定义的物理量,不是理想化模型,故D错误。
故选:C。
【点评】本题涉及了物理多种物理方法和数学方法,理想化模型,等效替代,比值定义法,这些都是老师在课上经常提到的,只要留意听课,这些很容易解答。
3.【答案】A
【分析】根据题意分析弹力和形变的关系。也可以结合胡克定律分析弹力与形变量之间的关系。
【解答】解:郑玄的观点中:每加物一石,则张一尺,说明每增加一石物体的重力,则形变量改变一尺,故说明在弹性限度内,弓的弹力与弓的形变量成正比,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】解决本题的关键要理解题目所叙述的假令弓力胜三石,引之中三尺,驰其弦,以绳缓擐之,每加物一石,则张一尺的意义,知道该叙述中弓的弹力与弓的形变量之间的关系。
4.【答案】D
【分析】明确加速度的定义,知道速度随时间变化率表示速度变化的快慢,即加速度。
【解答】解:根据a=知,物体速度的变化率表示加速度,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】解决本题的关键知道变化率的含义,知道变化大小与变化快慢的区别,变化大不一定变化快。
5.【答案】A
【分析】在统一已知量的单位后,不必一一写出各量后面的单位,只要在数字后写出正确的单位即可。
【解答】解:如果各物理量均采用国际单位制中的单位时,在计算时不需要每个物理量的后面都带单位;但在计算时要在整个结果后带上所求物理量单位,故只有A是规范的,故A正确,BCD错误。
故选:A。
【点评】本题考查物理运算过程中单位的规范使用和表示方法,通过解题养成使用国际制单位使用国际制单位进行书写和计算的规范习惯。
6.【答案】B
【分析】根据题意求出各运动的加速度,然后根据加速度大小分析答题。
【解答】解:超音速飞机做匀速直线运动,加速度:a飞机=0m/s2,
自行车的加速度:a自行车=,
蜗牛的加速度:a蜗牛=,
列车的速度:v0=72km/h=20m/s,v=144km/h=40m/s,
列车的加速:a列车=,
由上述可知,自行车的加速度最大,故选B。
故选:B。
【点评】本题考查了比较加速度大小问题,根据题意应用加速度的定义式求出加速度是解题的前提与关键。
7.【答案】C
【分析】明确伽利略斜面实验的意义,知道斜面实验是在实验基础之上进行合理外推导出的结论。
【解答】解:伽利略在研究自由落体运动时,由于条件限制,它通过研究小球在较小倾角斜面上的运动情况,发现铜球做的是匀变速直线运动,且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大,然后再经过逻辑推理得出了自由落体的规律,故采用的是实验和逻辑推理的方法,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】在科学探究过程中,有些问题单凭观察是难以得出结论的,这时就需要通过实验来探究;实验当然也离不开观察,但与单纯的观察不同的是,实验是在人为控制研究对象的条件下进行的观察。实验法是利用特定的器具和材料,通过有目的、有步骤的实验操作和观察、记录分析,发现或验证科学结论。
8.【答案】D
【分析】在x﹣t图象中,倾斜的直线表示物体做匀速直线运动,图象的斜率大小等于速度大小,斜率的正负表示速度方向。位移等于纵坐标的变化量,平均速度等于位移与时间之比。
【解答】解:A、根据x﹣t图象的斜率表示速度,知A物体做减速直线运动,故A错误;
B、B物体的速度不变,做匀速直线运动,故B错误;
C、根据斜率的正负表示速度方向,知三个物体的运动方向相同,通过的位移相等,则通过的路程相等,故C错误;
D、三个物体在0至t0时间内的位移相等,所用时间相同,则平均速度相同,故D正确。
故选:D。
【点评】本题是位移﹣时间图象的应用,要明确斜率的含义:斜率等于速度,并能根据图象的形状分析出物体的运动情况。
9.【答案】C
【分析】雨滴下落的过程中受重力和空气阻力,空气阻力随速度增大而增大,根据牛顿第二定律,判断加速度的变化,以及根据加速度方向与速度的方向关系判断速度的变化。
【解答】解:雨滴下落的过程中受重力和空气阻力,根据牛顿第二定律得,a=,随着速度增大,空气阻力f增大,加速度减小,雨滴做加速度减小的加速运动,当加速度减小到零,雨滴做匀速直线运动。故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】解决本题的关键会通过牛顿第二定律,根据物体的受力情况判断物体的运动情况。
10.【答案】D
【分析】明确两力合成时合力大小的范围为:|F1﹣F2|≤F≤F1+F2,从而分析合力F大小的可能值。
【解答】解:F1大小是3N,F2大小是4N,两力合成时最大为7N,最小为1N,故各项中正确的只有D,故D正确,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题考查合力与夹角间的关系,知道两力合成的范围即可正确求解。
11.【答案】C
【分析】明确F与F′是两弹簧相互作用而产生的相互作用力,二者一定大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
【解答】解:两力是由于相互作用而产生的,故F与F′是一对作用力与反作用力;根据牛顿第三定律可知,二者大小总相等、方向相反,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查牛顿第三定律的应用,要求知道牛顿第三定律的基本内容,同时注意明确作用力和反作用力与平衡力的区别。
12.【答案】B
【分析】明确最大静摩擦力的定义,知道当物体刚好开始滑动时拉力等于物体间的最大静摩擦力。
【解答】解:由题意可知,开始时木块保持不动,木块受静摩擦力,根据平衡条件可知摩擦力始终等于拉力,故摩擦力大小随拉力的增大而增大;
而当增大拉力达到某一大小时,木块开始滑动,此时说明木块恰好达到最大静摩擦力;
而由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力,所以木块移动后拉力将减小,
根据纸团的位置即可记录下最大静摩擦力,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查静摩擦力的性质,知道物体保持不动时,拉力大小等于摩擦力,而物体刚好开始滑动时,拉力等于最大静摩擦力,一般情况下滑动摩擦力要小于最大静摩擦力。
二、多项选择题:本题共3小题,在每小题中有多个选项符合题意.(每小题3分,共9分.每小题全选对得3分,选对但不全得2分,有选错项该小题不得分)
13.【答案】AD
【分析】对节点O进行受力分析,根据平衡条件可得FA=,FB=Gtanθ,代入θ=45°,可以求出A、B两绳拉力。
【解答】解:对节点O进行受力分析,如图所示:
根据平衡条件:
FA==G
FB=Gtanθ=Gtan45°=G
A、因为FA>FB=G,所以悬绳AO上承受的拉力最大,故A正确。
B、因为FA>FB=G,故B错误。
C、因为FA>FB=G,故C错误。
D、因为FB=G,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题考查了共点力的平衡条件。本考点考查考生的基本功:受力分析,受力分析是处理力学问题的关键和基础,所以要熟练掌握物体受力分析的一般步骤和方法。
14.【答案】BC
【分析】小孩受到三个力的作用,可利用正交分解法分解重力,重力G在x方向上的分力所表示的箭头应当恰好指在G做x轴的垂线与x轴的交点处;根据平衡条件,FN和f的合力应当与G位于同一直线上即竖直向上。
【解答】解:AB、图中重力G在x方向上的分力所表示的箭头应当恰好指在G做x轴的垂线与x轴的交点处,故A错误,B正确。
CD、由于小孩正在匀速下滑,因此合外力为0;由于向下的力只有G,因此FN和f的合力应当与G位于同一直线上即竖直向上,故C正确,D错误。
故选:BC。
【点评】本题考查了共点力的平衡条件、受力分析等知识点。物体受到多个力作用时求其合力,可将各个力沿两个相互垂直的方向直行正交分解,然后再分别沿这两个方向求出合力,正交分解法是处理多个力作用问题的基本方法。
15.【答案】BCD
【分析】人下蹲过程中,先向下做加速运动,然后做减速运动,然后处于静止状态;人从下蹲状态站起来的过程中,先向上做加速运动,后向上做减速运动,最后回到静止状态;根据加速度方向,来判断人处于超重还是失重状态;
【解答】解:ABD、下蹲过程中,人先向下做加速运动,后向下做减速运动,所以先处于失重状态后处于超重状态;
人从下蹲状态站起来的过程中,先向上做加速运动,后向上做减速运动,最后回到静止状态,人先处于超重状态后处于失重状态,故A错误,BD正确;
C、由图可知,图中先失重再超重,保持一段时间静止后再超重后失重,故说明记录的是他先“下蹲”稳定后又“起立”的过程;故C正确。
故选:BCD。
【点评】对于超重还是失重的判断,关键取决于加速度的方向:当物体的加速度向上时,处于超重状态;当加速度方向向下时,处于失重状态。
三、填空题.(本题共2小题.16题4分,17题10分,共14分)
16.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)合力的理论值是通过平行四边形定则作出的,合力的实际测量值与橡皮条的固定点和细线的结点在同一直线上,分析图甲答题。
(2)探究力的合成规律实验应用了等效替代法。
【解答】解:(1)由图甲所示可知,F与OA在同一直线上,F是合力的实际测量值。
(2)本实验应用了等效替代法。
故答案为:(1)实际测量;(2)等效替代。
【点评】本题考查了实验数据处理与实验方法,要掌握常用的实验方法,知道实验原理是解题的前提与关键,分析清楚图示情景即可解题。
17.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据匀变速直线运动推论△x=at2可以求出加速度;也可以作出v﹣t图象,根据图象的斜率表示加速度求解;
(2)根据a﹣F图象结合牛顿第二定律可知,当F为某一值时小车的加速度仍为零,说明实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够充分;
(3)应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式,根据图示图象分析答题。
【解答】解:(1)方法一:应用匀变速直线运动的推论△x=at2可以求出加速度,
由△x=at2可知,加速度:a==;
方法二:根据平均速度等于时间中点的瞬时速度求出B、C、D、E、F点的速度,作出v﹣t图象,根据图象的斜率表示加速度求加速度;
(2)从a﹣F图象可知,当力F为某一值时,写出的加速度仍为零说明,实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够;
(3)根牛顿第二定律可知:a=F,a﹣F图象的斜率倒数表示小车的质量,
两图象斜率不同,则两小车质量不同,由图示图象可知,丙的斜率小,则丙小车的质量大于小车乙的质量,即:M乙<M丙。
故答案为:(1)方法一:a=;方法二:平均速度等于时间中点的瞬时速度,做v﹣t图象,由直线的斜率求加速度;
(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够;( 3)小车及车上的砝码总质量不同;M乙<M丙。
【点评】本题考查了实验数据处理,知道实验原理是解题的前提,应用匀变速直线运动的推论与牛顿第二定律即可解题。
四、论述、计算题(本题有5小题,共41分)解题要求:写出必要的文字说明、方程式和演算步骤.有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位.
18.【答案】见试题解答内容
【分析】第一问是估算,所以不考虑声音在空气中传播的时间,直接运用自由落体运动基本公式求解;第二问要考虑声音传播的时间,实际做自由落体的时间小于听到击水声音的时间。
【解答】解:(1)估算时可以不考虑声音传播所需要的时间。小石块做自由落体运动,运动时间为2.0s,根据自由落体运动的位移时间公式可知=m=20m;
(2)声音在空中传播需要时间,故实际做自由落体的时间小于听到击水声音的时间,根据自由落体运动的位移时间公式,可知,实际值小于估算值。故估算值偏大。
答:(1)水面到井口的距离为20m;
(2)声音在空中传播需要时间,故实际做自由落体的时间小于听到击水声音的时间,根据自由落体运动的位移时间公式,可知,实际值小于估算值。故估算值偏大。
【点评】此题属于自由落体运动公式直接运用的基础题型:已知运动时间求位移,要知道引起估算值偏大的原因。
19.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据牛顿第二定律求解加速度大小;
(2)汽车刹车看作是匀减速直线运动,末速度为零,根据匀变速直线运动的位移﹣速度公式求解初速度。
【解答】解:(1)根据牛顿第二定律有:μmg=ma
则汽车刹车时的加速度大小为:a=μg=7m/s2;
(2)由v2﹣v02=﹣2ax得汽车开始刹车时的速度大小为:v0=14m/s。
答:(1)汽车刹车时的加速度大小为7m/s2;
(2)汽车开始刹车时的速度大小为14m/s。
【点评】本题考查了运动学中的刹车问题,注意公式的合理选取,如果涉及时间一般采用速度时间关系和位移时间关系公式解答,如果不涉及时间,一般采用速度位移关系公式解答。
20.【答案】见试题解答内容
【分析】静止在水平桌面上的物体,对水平桌面的压力是由于物体的受到重力而挤压桌面发生形变产生的,压力大小等于重力,且方向相同。当物体加速时,根据牛顿第二定律列式分析压力和重力的大小关系。
【解答】解:(1)物体受重力G和支持力F,受力分析示意图如图:
(2)证明:因为物体处于平衡状态G=F
根据牛顿第三定律 物体对台秤的压力F′=F
所以F′=G
(3)若把物体和台秤放在加速上升的电梯里,则物体具有向上的加速度,规定向上为正方向,则根据牛顿第二定律得:F﹣G=ma;F=G+ma>G;所以台秤的示数不等于重力,比重力大。
答:(1)物体受受力分析示意图如图:
(2)证明:因为物体处于平衡状态G=F,
根据牛顿第三定律 物体对台秤的压力F′=F
所以F′=G
(3)把物体和台秤放在加速上升的电梯里,台秤的示数不等于重力,比重力大。
【点评】此题要注意压力与重力是性质完全不同的两个力,有时甚至没有任何关系,只有在物体静止地放在水平桌上时,二者大小才相等。
21.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动,已知初速度、运动时间和位移大小,由运动学位移﹣时间公式公式求出加速度。
(2)对滑雪者进行受力分析,把重力在沿斜面和垂直斜面方向正交分解,根据人的运动状态,运用牛顿第二定律列出等式解决问题。
【解答】解:(1)滑雪者沿山坡向下做匀加速直线运动。根据匀变速直线运动规律,有:
解得 a=4m/s2
(2)对滑雪者进行受力分析:滑雪者在下滑过程中,受到重力 mg、山坡的支持力 FN 以及阻力Ff 的共同作用。
以滑雪者为研究对象,根据牛顿第二定律有:
沿山坡向下方向有 mgsinθ﹣Ff=ma
垂直于山坡方向有 FN﹣mgcosθ=0
解得 FN=650N; Ff=75N
根据牛顿第三定律知,人与装备对雪面的压力大小 FN′=FN=650N
答:
(1)滑雪者下滑的加速度为4m/s2;
(2)人与装备对雪面的压力是650N,滑雪者受到的阻力是75N。
【点评】本题属于知道运动求力的问题,要灵活选择运动学公式求解加速度,再根据牛顿第二定律研究力的大小。
22.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)位移时间图象的斜率表示速度,根据图象可知物体在前3s的运动情况;因第3﹣4.5s内s﹣t图象为一次函数,说明小物块已与传送带保持相对静止即与传送带一起匀速运动,由图象的斜率求传送带速度v1的大小.
(2)2.0~3.0s内,物块向右匀加速运动,由加速度的定义求得加速度,由牛顿第二定律求动摩擦因数μ.0~2.0s内,物块向左匀减速运动,由速度时间公式求物块的初速度v0.
(3)据物体的运动情况,在v﹣t图中找出关键点,画出v﹣t图象即可.
【解答】解:(1)由x﹣t的图象的斜率表示速度,可知,物块先向左减速,2.0s末减到v=0,然后向右加速,3.0s末后与传送带共速.
由图象3.0s后的斜率可得传送带速度:
v1===3m/s
(2)2.0~3.0s内,物块向右匀加速运动,其加速度为:
a===3m/s2.
由牛顿第二定律得:
μmg=ma
得:μ=0.3
0~2.0s内,物块向左匀减速运动,加速度大小为:a=3.0 m/s2
由运动规律有:v0=a△t2
得0时刻物块的速度为:v0=6.0m/s
(3)v﹣t图象如图所示
答:(1)物块在3.0s~4.5s内向右做匀速直线运动,传送带速度v1的大小是3m/s;
(2)物块与传送带间的动摩擦因数μ是0.3,物块的初速度v0的大小是6.0m/s;
(3)v﹣t图象如图所示.
【点评】解决本题的关键是明确x﹣t图象的斜率表示速度,从图象获取有用信息,运用牛顿第二定律和运动学公式分段研究.
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