2020北京平谷高一(上)期末物理(教师版)
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物 理
一、单项选择题(本题共14小题在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意.每小题3分,共42分)
1.(3分)下列物理量中属于矢量的是( )
A.质量 B.速度 C.时间 D.路程
2.(3分)从2019年5月20日起,国际单位制(SI)的七个基本单位全部建立在不变的自然常数基础上,保证了SI单位的长期稳定性和通用性。下列属于国际单位制基本单位的是( )
A.米(m) B.牛顿(N)
C.米每秒(m/s) D.小时(h)
3.(3分)一小车在水平面上沿直线向前运动了5m,接着又反方向向后运动了8m。若以小车最初向前运动的方向为正方向建立一维坐标系,则可知小车运动全过程发生的位移为( )
A.3m B.13m C.﹣3m D.﹣8m
4.(3分)作用在一个物体上的两个共点力F1和F2,若F1=3N,F2=5N,它们的合力大小可能是( )
A.0N B.5N C.9N D.15N
5.(3分)关于加速度,下列说法中正确的是( )
A.加速度表示速度的增加量
B.加速度表示速度的变化量
C.加速度表示速度变化的大小
D.加速度表示速度变化的快慢
6.(3分)如图所示,一物块放在固定斜面上处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.物块所受的重力和静摩擦力是一对平衡力
B.物块所受的重力和支持力是一对平衡力
C.物块所受的支持力和物块对斜面的压力是一对相互作用力
D.物块所受的重力和支持力是一对相互作用力
7.(3分)如图所示,一个钢球在水平桌面上做直线运动。若在钢球运动路线的旁边放一块磁铁,可以看到钢球做曲线运动。关于钢球受力与运动,下列说法正确的是( )
A.钢球所受合力为零,所以它做曲线运动
B.钢球只受磁铁对它的作用力,所以它做曲线运动
C.磁铁对钢球作用力的方向与钢球速度方向相同,所以钢球做曲线运动
D.钢球所受合力的方向与其速度方向不在同一条直线上,所以它做曲线运动
8.(3分)如图所示,我国自行研发的大型客机C919在某次试飞过程中斜向上匀速直线爬升,飞机除了受到重力以外还受到来自喷射气体的推力、空气阻力升力等力的作用。除重力以外飞机所受其它外力的合力方向为( )
A.竖直向上 B.垂直机身方向向上
C.沿飞机的速度方向 D.沿飞机速度的反方向
9.(3分)一个物体做直线运动的速度﹣时间图象如图所示。关于这个物体的运动情况,下列说法正确是( )
A.物体在第2秒内的位移为零
B.物体在第1秒内和第2秒内的速度方向不同
C.物体在第2秒内和第3秒内的速度方向相同
D.物体在第1秒内和第3秒内的加速度方向相同
10.(3分)伽利略开创了实验与逻辑推理相结合的科学研究方法,有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是( )
A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置
B.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变
C.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小
D.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态
11.(3分)如图所示为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置,将一木块和木板叠放于水平桌面上,轻质弹簧测力计一端固定,另一端用细线与木块水平相连。现在用绳索与长木板连接,用手向右水平拉绳索,使长木板在桌面上滑动且木块相对于地面静止,下列说法中正确的是( )
A.实验中必须让木板在桌面上做匀速直线运动
B.木块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
C.木板在桌面上匀速运动时弹簧测力计的示数比木板加速运动时小
D.木板在桌面上匀速运动时弹簧测力计的示数与木板加速运动时相同
12.(3分)一个站在竖直升降电梯地板上的人,所受的重力大小为G.当电梯加速上升时,地板对人支持力的大小为N,人对地板压力的大小为F.下列说法正确的是( )
A.N=G B.N>G C.N>F D.F<G
13.(3分)从某一高处由静止释放一个塑料小球,小球在下落的过程中受到空气阻力的作用。小球在空中运动过程中的速度时间图象如图所示,关于小球在空中运动过程中受到的空气阻力,下列说法正确的是( )
A.不变 B.减小
C.增大 D.先增大后减小
14.(3分)兴趣小组的同学们利用弹弓放飞模型飞机。弹弓的构造如图甲所示,其中橡皮筋两端点AB固定在把手上,橡皮筋处于ACB时恰好为原长状态(如图乙所示),将模型飞机的尾部放在C处将C点拉至D点时放手,模型飞机就会在橡皮筋的作用下发射出去。CD两点均在AB连线的中垂线上,橡皮筋的质量忽略不计。现将模型飞机竖直向上发射,在它由D运动到C的过程中( )
A.橡皮筋对模型飞机的弹力一直在减小
B.模型飞机的加速度一直在增大
C.模型飞机的速度一直在增大
D.模型飞机的惯性一直在增大
二、填空题(每空2分,共18分)
15.(8分)某同学用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力与伸长量的关系”实验。将弹簧一端悬挂在铁架台上,另一端挂钩码。先测出不挂钩码时弹簧的长度,再将钩码逐个挂在弹簧的下端,将每次测出的数据记录在下面的表格中。实验过程中,弹簧始终在弹性限度内。
测量记录表:
序号
1
2
3
4
5
6
弹力F/N
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
弹簧伸长量x/cm
0
2.05
4.10
6.00
8.00
9.90
(1)在如图乙所示的坐标纸上已经描出了其中5次测量的弹簧弹力F与弹簧伸长量x对应的坐标点,请把第4次测量数据对应的坐标点用“+”描绘出来,并作出F﹣x图象。
(2)根据上述实验过程,对实验数据进行分析可知:弹簧弹力大小与弹簧的形变量成 (填“正比”或“反比”)。
(3)根据实验数据可知,弹簧的劲度系数k= (选填选项前的字母)。
A.25N/m
B.2500N/m
(4)与弹簧劲度系数k的大小有关的因素是 (选填选项前的字母)。
A.弹簧的形变量
B.弹簧弹力的大小
C.弹簧本身的构造
16.(10分)某同学利用打点计吋器研究小车做匀变速直线运动。实验时得到的一条纸带如图所示,图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的5个计数点相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。
(1)实验时接通打点计时器的电源和释放纸带,这两个操作之间的时间顺序关系是 。
A.先接通电源,后释放纸带
B.先释放纸带,再接通电源
C.释放纸带的同时接通电源
D.先接通电源或先释放纸带都可以
(2)实验时得到的纸带上如果点迹分布不均匀,那么点 的地方纸带运动速度比较大(填“密集”或“稀疏”)。
(3)根据图中的数据可知打点计时器打下D点时小车的速度大小为 m/s;小车运动的加速度大小为 m/s2
(4)根据图中的数据,你能计算出A点的瞬时速度吗?请分析说明。
三、计算题(本题共5小题,共40分)
17.(6分)如图所示,质量m=10kg的物体放在光滑水平面,t=0时刻,物体在水平拉力F=15N作用下由静止开始运动。求:
(1)物体加速度a的大小;
(2)t=4.0s时物体速度v的大小。
18.(8分)高空坠物被称为“悬在城市上空的痛”,一些居民楼阳台、空调外挂机上都堆放着有随时坠落风险的杂物。我们要做好安全防范工作,坚持文明生活习惯,杜绝高空坠物导致的严重后果。假设一个物体从楼房某高处自由落下,经过t=2s落地。忽略空气阻力,取g=10m/s2.求:
(1)物体落地时的速度v;
(2)物体下落时地距地面的高度h。
19.(8分)如图所示,一根轻绳的上端固定在O点,下端系一个质量为m的小球。在水平拉力的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为a,小球保持静止。
(1)画出此时小球的受力示意图;
(2)水平拉力F和轻绳对小球的拉力T分别是多大?
20.(8分)北京2022冬季奥运会的申办成功使冰雪运动得到了进一步的普及。如图所示,倾角为θ=37°的斜坡滑道与水平滑道平滑连接。一名滑雪爱好者在滑道上进行训练滑雪者及装备的总质量m=60kg,滑板与斜坡滑道的动摩擦因数μ=0.25.滑雪者从斜坡滑道的A点由静止开始滑下,滑到斜坡滑道底端B点后采取制动措施然后继续沿水平滑道滑行到C点停下来。已知AB的长度为50m,BC的长度为16m,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)滑雪者沿斜坡滑道下滑的加速度a为多大?
(2)滑雪者滑到B处时速度vB为多大?
(3)滑雪者在水平滑道上滑行时受到的阻力f是多大?
21.(10分)光电计时器的简易示意图如图所示,当有不透光的物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。一种型号为西瓯XDS﹣007光电门计时器可测的最短时间为0.01ms。在一个小物块的上面贴上宽度为d=3.6×10﹣3m的挡光条,挡光条高出物块,并使高出物块的部分在通过光电门时挡光。一条水平传送带长为L=12m,以v=6m/s的速度做匀速运动。现将小物块由静止轻放到传送带的左端A处,配套的光电计时器记录了挡光条通过第一个光电门的时间为△t1=2.4×10﹣3s,通过第二个光电门的时间为△t2=1.5×10﹣3s.挡光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为△t=0.45s。g取10m/s2。
(1)挡光条通过第一个光电门时小物块的速度v1是多大?
(2)小物块与传送带间的动摩擦因数是多少?
(3)小物块从传送带的左端A处运动到右端B处经历的时间t。
2020北京平谷高一(上)期末物理
参考答案
一、单项选择题(本题共14小题在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意.每小题3分,共42分)
1.【答案】B
【分析】既有大小又有方向,相加时遵循平行四边形定则的物理量是矢量,如力、速度、加速度、位移等都是矢量;只有大小,没有方向的物理量是标量,如路程、时间、质量等都是标量。
【解答】解:ACD、标量只有大小没有方向,质量、时间和路程都是标量,故ACD错误。
B、矢量既有大小,又有方向,速度是矢量,故B正确。
故选:B。
【点评】解决本题的关键要知道矢量和标量的区别,知道矢量有大小又有方向,标量只有大小,没有方向。
2.【答案】A
【分析】国际单位制在力学中规定了三个基本物理量,分别为长度、质量、时间,它们在国际单位制中的单位称为力学基本单位。根据牛顿第二定律推导牛顿这个单位。
【解答】解:A、米(m)属于国际单位制基本单位,故A正确。
BC、牛顿(N)、米每秒(m/s)属于国际单位制导出单位,故BC错误。
D、小时(h)是常用单位,不是国际单位,故D错误。
故选:A。
【点评】解决本题的关键是掌握国际单位制中力学三个基本单位。要会根据公式,由基本单位推导出导出单位。
3.【答案】C
【分析】位移是初末位置的有向线段,有大小和方向,规定正方向,分析求解。
【解答】解:以小车最初向前运动的方向为正方向建立一维坐标系,则小车先向正方向运动5m,位移为5m,接着反方向运动了8m,则位移为﹣8m,全过程中发生的位移为5m﹣8m=﹣3m,故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】本题考查了位移的计算,明确位移为矢量,有大小和方向,属于矢量,计算满足平行四边形定则。
4.【答案】B
【分析】两力合成时,合力随夹角的增大而减小,当夹角为零时合力最大,夹角180°时合力最小,并且|F1﹣F2|≤F≤F1+F2。
【解答】解:两力合成时,合力范围为:|F1﹣F2|≤F≤F1+F2;
F1=3N,F2=5N,它们的合力大小范围是2N≤F≤8N;所以可能的是B,不可能的是ACD.故ACD错误,B正确。
故选:B。
【点评】本题关键根据平行四边形定则得出合力的范围:|F1﹣F2|≤F≤F1+F2。
5.【答案】D
【分析】加速度是描述速度变化快慢的物理量,等于单位时间内速度的变化量。结合加速度的定义分析。
【解答】解:A、根据加速度的定义知,加速度等于单位时间内的速度增加量,不表示速度的增加量,故A错误。
B、加速度表示单位时间内速度的变化量,故B错误。
CD、加速度表示速度变化的快慢,不表示速度变化的大小,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】解决本题的关键要掌握加速度的定义,以及知道加速度的物理意义,即反映速度变化的快慢的物理量,不是反映速度变化大小的物理量。
6.【答案】C
【分析】对物体进行受力分析时,明确重力、弹力以及摩擦力的性质,抓住静摩擦力方向与物体相对运动趋势方向相反,根据平衡力、作用力与反作用力的特点进行分析。
【解答】解:AB、物体放在斜面上一定受重力和支持力作用,若斜面光滑,物块会下滑,说明物块相对于斜面有向下滑动的趋势,故物块受到沿斜面向上的静摩擦力,故物体一定受重力、弹力和摩擦力三力的作用,其中任何两个力的合力与第三个力是平衡力,故AB错误;
C、物块所受的支持力和物块对斜面的压力作用在两个物体上,大小相等、方向相反,是一对相互作用力,故C正确;
D、物块所受的支持力与重力在垂直于斜面方向的分力大小相等,与重力不相等,二者不是一对相互作用力,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要是考查了共点力的平衡,解答本题的关键是:确定研究对象、进行受力分析、根据平衡力、作用力与反作用力的特点进行分析。
7.【答案】D
【分析】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,合外力大小和方向不一定变化,由此可以分析得出结论。
【解答】解:A、钢球在水平面上做直线运动,说明钢球受合力为零时不能做曲线运动。故A错误;
B、钢球运动的过程中受到重力、桌面的支持力与磁体的吸引力,只是其中重力与桌面的支持力是一对平衡力,故B错误;
CD、由题目中的实验可知,钢球所受合力的方向与其速度方向不在同一条直线上,所以它做曲线运动,故C错误,D正确;
故选:D。
【点评】本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查,匀速圆周运动,平抛运动等都是曲线运动,对于它们的特点要掌握住。
8.【答案】A
【分析】一个物体受多个力处于平衡状态,合力为0,则任意一个力一定与其它所有力的合力等大反向,据此分析即可。
【解答】解:飞机受多个力沿一直线匀速爬升,合力为0,除重力外其它力的合力与重力等大反向,即方向竖直向上,故A正确,BCD错误;
故选:A。
【点评】本题考查了对物体的平衡条件的理解和应用,要知道一个物体的合力为0,则任意一个力一定与其它所有力的合力等大反向。
9.【答案】C
【分析】在速度﹣时间图象中,图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移,速度的正负表示速度方向,图象的斜率表示物体的加速度。
【解答】解:A、物体在第2秒内做匀速直线运动,其位移为 x=vt=4×1m=4m,故A错误。
B、物体在第1秒内和第2秒内的速度均为正,方向相同,故B错误。
C、物体在第2秒内和第3秒内的速度均为正,方向相同,故C正确。
D、根据图象的斜率表示物体的加速度,斜率的正负表示加速度方向,知物体在第1秒内和第3秒内的加速度方向相反,故D错误。
故选:C。
【点评】根据速度﹣时间图象直接速度和加速度的方向,由斜率分析加速度、由“面积”分析位移是基本能力,要熟练掌握。
10.【答案】A
【分析】小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升,阻力越小则上升的高度越大,伽利略通过上述实验推理得出运动物体如果不受其他物体的作用,将会一直运动下去。
【解答】解:A、如果斜面光滑,小球不会有能量损失,将上升到与O点等高的位置,故A正确。
B、根据三次实验结果的对比,不可以直接得到运动状态将发生改变的结论,故B错误。
C、受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小是牛顿第二定律的结论,与本实验无关,故C错误。
D、通过推理和假想,如果小球不受力,它将一直保持匀速运动,得不出静止的结论,故D错误。
故选:A。
【点评】要想分清哪些是可靠事实,哪些是科学推论要抓住其关键的特征,即是否是真实的客观存在,这一点至关重要,这也是本题不易判断之处;伽利略的结论并不是最终牛顿所得出的牛顿第一定律,因此,在确定最后一空时一定要注意这一点。
11.【答案】D
【分析】木块与木板之间的摩擦是滑动摩擦力,而滑动摩擦力的大小与它们相对运动的速度无关。对木块来说,是处于静止状态,其受到的摩擦力和弹簧的拉力是一对平衡力。
【解答】解:AB、木板在桌面上不管怎样运动,木块与木板之间始终存在着相对运动,所以木块与木板之间的摩擦力是滑动摩擦力。而滑动摩擦力的大小f=μFN只与木板与木块之间的动摩擦因数和正压力有关,与它们之间相对运动的情况无关,所以不管木板在桌面上怎样运动,只要木块与木板之间存在着相对运动,木块所受摩擦力就是一个定值,故AB错误;
CD、由上面的分析知道,木块与木板之间的摩擦是滑动摩擦力,其大小与木板的运动情况无关,只要两者存在着相对运动,木块所受摩擦力就是一个定值。对木块来说,受到的摩擦力和弹簧测力计的拉力是一对平衡力,木块所受摩擦力不变,所以弹簧测力计的示数也不变,故C错误,D正确。
故选:D。
【点评】滑动摩擦力大小仅由接触面的粗糙程度和接触面间的正压力决定的,与两个物体的相对运动速度无关,也与接触面积的大小无关。
12.【答案】B
【分析】根据牛顿第三定律,作用力与反作用力等大、反向、共线,根据牛顿第二定律可知,合外力提供加速度。
【解答】解:电梯地板对人的支持力和人对电梯地板的压力是一对作用力和反作用力,大小相等,所以N=F
对人进行受力分析,根据牛顿第二定律得:N﹣G=ma
所以N>G
所以N=F>G,故ACD错误,B正确;
故选:B。
【点评】本题关键是对物体受力分析,然后根据牛顿第二定律并结合牛顿第三定律分析讨论。
13.【答案】C
【分析】v﹣t图象曲线切线的斜率表示加速度的大小,据此根据图示求得物体下落时加速度的大小变化,再根据牛顿第二定律判定摩擦力的大小变化即可。
【解答】解:因为在v﹣t图象中,曲线的切线斜率表示物体运动加速度的大小,则由图象可知,小球下落过程中的加速度逐渐减小,对小球进行受力分析有,小球下落过程中受重力和阻力作用,合力产生加速度,则a=,由图知小球的加速度逐渐减小,故可知小球所受阻力逐渐增大。故C正确,ABD错误。
故选:C。
【点评】解决本题的关键是能由v﹣t图象确定运动物体的加速度变化趋势,不难属于基础题。
14.【答案】A
【分析】从D到C点,模型飞机受到弹力与重力作用,开始一段弹力大于重力,加速度向上,做加速运动,后一段重力大于弹力,加速度向下,做减速运动,此过程,弹力一直减小,根据牛顿第二定律分析加速度变化。惯性的大小由质量来量度。
【解答】解:A、橡皮筋的伸长量逐渐减小,每根橡皮筋的弹力大小逐渐减小,同量,两根橡皮筋的夹角增大,所以橡皮筋对模型飞机的弹力(合力)一直在减小,故A正确。
BC、从D到C,橡皮筋对模型飞机的弹力先大于重力,后小于重力,随着弹力的减小,合力先减小后增大,根据牛顿第二定律可知,加速度先减小后增大,加速度方向先向上后向下,则模型飞机的速度先增大后减小,其动能先增大后减小,故BC错误。
D、模型飞机的质量不变,则其惯性不变,故D错误。
故选:A。
【点评】本题正确分析模型飞机的受力情况,判断其运动情况是关键。同时要明确受力与运动的关系、功能关系,熟练应用能量守恒分析实际问题。
二、填空题(每空2分,共18分)
15.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)应用描点法作出图象,根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象。
(2)根据图示图象应用胡克定律分析答题。
(3)F﹣x图象的斜率表示弹簧的劲度系数。
(4)弹簧的劲度系数与弹簧本身的构造有关。
【解答】解:(1)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后根据描出的点作出图象如图所示:
(2)分析实验数据结合图象可知,弹簧弹力大小与弹簧的形变量成正比。
(3)弹簧的伸长量为x,由胡克定律可知,弹簧的弹力:F=kx,该弹簧的劲度系数约为:k==N/m=25N/m,故A正确,B错误。
故选:A。
(4)弹簧的劲度系数与弹簧本身的构造有关,故AB错误,C正确。
故选:C。
故答案为:(1)见解析;(2)正比;(3)A;(4)C。
【点评】本题考查了实验数据处理,应用图象法处理实验数据是常用的使用数据处理方法,要掌握应用图象法处理实验数据的方法。
16.【答案】见试题解答内容
【分析】实验时应先接通电源再释放纸带,结合实验操作要求;
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小;
依据运动学公式,即可求解A的瞬时速度。
【解答】解:(1)开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后释放纸带让纸带(随物体)开始运动,如果先放开纸带开始运动,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差;同时先打点再释放纸带,可以使打点稳定,提高纸带利用率,可以使纸带上打满点,故A正确,BCD错误。
故选:A;
(2)实验时得到的纸带上如果点迹分布不均匀,那么点稀疏的地方纸带运动速度比较大;
(3)相邻两个计数点间的时间间隔为0.1s;
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,有:
vD== m/s=0.35 m/s;
根据匀变速直线运动推论△x=aT2,
故代入数据解得:a== m/s2=0.6m/s2;
(4)同理,可知,vC= m/s=0.29 m/s;
vB= m/s=0.23 m/s
依据2vB=vA+vC解得:vA=(2×0.23﹣0.29)m/s=0.17m/s
即匀变速直线运动中,B点的瞬时速度等于A与C点瞬时速度的平均值;
故答案为:(1)A;(2)稀疏;(3)0.35,0.6;(4)匀变速直线运动中,B点的瞬时速度等于A与C点瞬时速度的平均值。
【点评】本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题能力。
三、计算题(本题共5小题,共40分)
17.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据牛顿第二定律求物体的加速度;
(2)物体做匀加速直线运动,根据速度时间公式求t=4.0s时物体速度v的大小。
【解答】解:(1)根据牛顿第二定律得:
a==m/s2=1.5m/s2
(2)t=4.0s时物体速度v的大小为:v=at=1.5×4m/s=6m/s
答:(1)物体的加速度大小a为1.5m/s2。
(2)t=4.0s时物体速度v的大小为6m/s。
【点评】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用,关键要明确加速度是联系力学和运动学的桥梁,在动力学问题中是必求的量。
18.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动的速度时间公式得:v=gt即可求解;
(2)根据匀变速直线运动的位移时间公式得:h=gt2即可求解。
【解答】解:(1)根据匀变速直线运动的速度时间公式得:
v=gt=10×2m/s=20m/s
(2)根据匀变速直线运动的位移时间公式得:
h=gt2=×10×22m=20m
答:(1)物体落地时的速度v为20m/s。
(2)物体下落时地距地面的高度h为20m。
【点评】要知道自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动,是特殊的匀变速直线运动。
19.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据受力情况画出受力示意图;
(2)根据平衡条件结合几何关系求解。
【解答】解:(1)小球受到重力、绳子拉力T和水平拉力F作用,如图所示;
(2)根据平衡条件可得:F=mgtanα
轻绳对小球的拉力为:T=
答:(1)此时小球的受力示意图见解析。
(2)水平拉力F和轻绳对小球的拉力T分别是mgtanα、。
【点评】本题主要是考查了共点力的平衡,解答本题的关键是:确定研究对象、进行受力分析、进行力的合成,利用平衡条件建立方程进行解答。
20.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)滑雪者沿斜坡滑道下滑的过程,分析受力,运用牛顿第二定律可算出加速度。
(2)由速度位移公式求滑雪者滑到B处时速度vB。
(3)滑雪者在水平滑道上滑行时,由速度位移公式求加速度,再由牛顿第二定律求阻力f。
【解答】解:(1)滑雪者在斜面上下滑时受力如图所示,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﹣Ff1=ma
FN1﹣mgcosθ=0
又 Ff1=μFN1
联立解得:a=g(sinθ﹣μcosθ)=10×(sin37°﹣0.25×0.8)m/s2=4m/s2
(2)由运动学公式有:vB2﹣0=2aLAB
得:vB=m/s=20m/s
(3)水平面上滑行时,由vB2=﹣2a1LBC得:a1=12.5m/s2。
根据牛顿第二定律得:f=ma1
解得:f=750N
答:(1)滑雪者沿斜坡滑道下滑的加速度a为4m/s2。
(2)滑雪者滑到B处时速度vB为20m/s。
(3)滑雪者在水平滑道上滑行时受到的阻力f是750N。
【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2、3两个小问也可以用动能定理来处理。
21.【答案】见试题解答内容
【分析】(1)根据v=求得物块通过光电门时的速度;
(2)求得挡光条通过第二个光电门时小物块的速度,判断物块有没有达到传送带的速度,再由速度公式求得加速度,根据牛顿第二定律可求得动摩擦因数;
(3)由运动学公式分别求得物块加速和匀速的时间,则物块从传送带的左端A处运动到右端B处经历的时间可求解。
【解答】解:(1)挡光条通过第一个光电门时小物块的速度:v1==m/s=1.5m/s
(2)挡光条通过第二个光电门时小物块的速度:v2==m/s=2.4m/s<v=6m/s,物块还没有加速到与初速度的速度相等,
设物块的加速度为a,由速度公式得:v2=v1+a△t
解得:a=2m/s2
由牛顿第二定律得:μmg=ma
解得:μ=0.2
(3)物块加速到与传送带速度相等的时间为:t1==s=3s
物块加速到与传送带速度相等发生的位移:x1==×2×9m=9m
物块匀速运动的时间:t2==s=0.5s
物块从传送带的左端A处运动到右端B处经历的时间:t=t1+t2=3.5s
答:(1)挡光条通过第一个光电门时小物块的速度v1是1.5m/s;
(2)小物块与传送带间的动摩擦因数是0.2;
(3)小物块从传送带的左端A处运动到右端B处经历的时间是3.5s。
【点评】本题考查了运动学公式和牛顿第二定律的应用,关键是知道根据v=求得物块通过光电门时的速度,判断物块通过第二个光电门时有没有达到传送带的速度。
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