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2021-2022学年浙江省杭州市富阳实验中学高一(下)月考物理试卷(3月份)(含答案解析)
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2021-2022学年浙江省杭州市富阳实验中学高一(下)月考物理试卷(3月份)
1. 在力学范围内,国际单位制规定了三个基本量,下列仪器所测的物理量不是基本量的是( )
A.
B.
C.
D.
2. 如图所示,一列高铁从嘉兴南站驶出,驶向下一站杭州东站。下列所研究的问题中,能把此高铁看成质点的是( )
A. 测量高铁的长度
B. 测量高铁的高度
C. 研究高铁驶出车站时车轮的转动
D. 研究从嘉兴南到杭州东过程中车速变化
3. 如图,某同学用手指捏住一个圆柱形玻璃杯并保持静止,则下列说法中正确的是( )
A. 杯子仅受到重力和静摩擦力两个力 B. 手对杯子的作用力竖直向上
C. 若使劲捏杯子,则杯子所受的摩擦力变大 D. 若使劲捏杯子,则手对杯子的作用力增大
4. 关于教材中以下插图的说法正确的是( )
A. 图甲中,载重汽车的重心随着装货多少和装在位置而改变
B. 图乙中,重物与小车之间没有摩擦力
C. 图丙中,弹簧的劲度系数越大,悬挂相同钩码时弹簧的伸长量也越大
D. 图丁中,小朋友沿滑梯下滑过程中,受到重力、支持力、摩擦力和下滑力的作用
5. 某品牌汽车装备了“全力自动刹车系统”。如图所示,当车速为10m/s时,若汽车与前方静止障碍物间距离达到系统预设的安全距离且司机未采取制动措施,“全力自动刹车系统”就会立即启动以避免汽车与障碍物相撞,系统启动时汽车加速度大小约为5m/s2,则( )
A. 此系统设置的安全距离约为10m
B. 使汽车完全停下所需时间约为4s
C. 此系统启动3s后汽车速率为5m/s
D. 若减小刹车加速度则系统预设安全距离变小
6. 如图所示是游客体验“风洞”的情境。图中风洞喷出竖直向上的气流将游客向上加速“托起”,此过程中( )
A. 游客处于失重状态
B. 气流对游客的作用力大于游客受到的重力
C. 游客受到的重力与气流对游客的作用力是一对平衡力
D. 游客受到的重力和游客对气流的作用力是一对作用力与反作用力
7. 如图所示为一质点做直线运动的v−t图像,则此质点( )
A. 1.0s末位移最大
B. 1.0∼2.0s内加速度大小为4m/s2
C. 1.0∼1.5s与1.5∼2.0s内位移相同
D. 0∼1.0s与0∼2.0s内位移相同
8. 如图所示,在竖直玻璃管的水中有一红蜡块正在匀速上升,若红蜡块在A点时开始使玻璃管从AB位置水平向右做匀加速直线运动,则红蜡块实际运动轨迹是图中的( )
A. 轨迹P B. 轨迹Q
C. 轨迹R D. 轨迹P、Q、R都有可能
9. 某同学站在力传感器上做下蹲一起立的动作,传感器记录的力随时间变化的图线如图所示,由图可知该同学( )
A. 身体质量约为95kg B. 下蹲过程中始终处于失重状态
C. 8s内做了两次下蹲一起立的动作 D. 下蹲一起立之间停留了约2s时间
10. 如图所示,物体在恒力作用下沿曲线从A运动到B,此时突然使力F反向、大小不变,则在此力作用下,物体的运动情况是( )
A. 物体可能沿曲线Ba运动 B. 物体可能沿曲线Bb运动
C. 物体可能沿曲线Bc运动 D. 物体可能沿原曲线由B返回A
11. 质点在一平面内沿曲线由P运动到Q,如果v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力,下列图象可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
12. 飞镖是常见的一种娱乐方式。某同学瞄准标靶,水平掷出飞镖,飞镖落在竖直墙上标靶中心点的正上方点A处,如图所示。若飞镖掷出后的运动可视为平抛运动,仅改变其中一个因素,使飞镖能落在标靶中心处,以下方式可行的是( )
A. 离标靶稍近一点 B. 让飞镖出手速度稍小一些
C. 飞镖出手点的高度再高一点 D. 把标靶的位置往下移动一点
13. 玩“套圈圈”游戏时,身材高大的哥哥和身高较矮的弟弟站在同一位置,两人同时向正前方水平地面上的玩具小熊水平抛出圆环,圆环恰好都套中玩具小熊。若圆环离手后的运动可视为平抛运动,它们的初速度分别为v1与v2,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 哥哥先套住玩具熊 B. 两人同时套住玩具熊
C. v1
A. A、B两点的线速度相同 B. A、C两点的线速度相同
C. B、C两点的线速度相同 D. A、B两点的角速度相同
15. 一飞机以200m/s的速度在高空沿水平线做匀速直线飞行,每隔1s释放一个小球,先后共释放5个,不计空气阻力,重力加速度为10m/s2,则( )
A. 这5个小球在空中处于同一条竖直的直线上
B. 这5个小球在空中处在同一抛物线上
C. 在空中,第1,2两个球间的距离始终保持不变
D. 相邻两球的落地点间距都是200米
16. 如图所示,某次航展表演中飞行员驾驶战斗机先水平向左,再沿曲线ab向上.假设飞行路径在同一竖直面内,飞行速率不变.战斗机在沿ab段曲线飞行的过程中( )
A. 速度不断变化 B. 加速度不为零
C. 合外力方向始终竖直向上 D. 做匀变速曲线运动
17. 如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)如图2是实验时平衡摩擦力的情形,正确的是______(填选项字母)。
(2)在平衡摩擦力后,当小盘及盘内物体的总质量______(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)小车总质量时,小盘及盘内物体的总重力近似等于小车运动时所受的拉力。
(3)甲、乙两名同学在做实验之前都将木板的右侧垫高,然后根据实验数据分别做出了a−1M和a−F图象(如图3)(小车的加速度为a,小车的质量为M,绳中拉力为F,砝码盘及砝码的质量总和为m)。由甲图可知砝码盘及砝码的总质量为______kg(g取10m/s2),由乙图可知乙同学在操作中使木板的倾角过______(选填“大”、“小”)。
18. 用如图所示装置研究平抛运动。钢球从斜槽上滚下,离开斜槽轨道后做平抛运动。每次都使钢球从斜槽上由静止滚下,在钢球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接钢球,使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘,然后对准孔中央在白纸上记下该位置。通过多次实验,在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置,用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。
(1)关于本实验下列说法正确的是______;
A.斜槽轨道的末端应保持水平
B.每次释放钢球的初位置可以不同
C.钢球与斜槽间有摩擦会使实验的误差增大
(2)实验中,斜槽轨道末端点到钢球落地点的高度相同,若钢球每次从斜槽上不同的初始位置滚下,离开斜槽轨道末端的速度______;那么钢球每次在空中运动的时间______。(填“相同”或“不相同”)
19. 周末小李同学去游乐场玩滑草,他坐在滑板上从坡顶由静止滑下(如图甲),可视为匀加速直线运动,简化示意图如图乙所示。若小李和滑板的总质量m=60kg,坡道长L=80m,斜坡倾角θ=37∘,滑板车与斜坡间的动摩擦因数μ=0.3。重力加速度g=10m/s2,sin37∘=0.6,cos37∘=0.8,不计空气阻力。
(1)求小李从斜坡滑下时加速度a的大小;
(2)求到达斜坡底端时小李速度v的大小。
20. 马戏团一演员和一小猴玩杂技,如图所示竖直直杆AB长6m,猴子在直杆上由A向B匀速向上爬,同时人用下巴顶着直杆由静止水平匀加速直线运动。在10s内,猴子由A运动到B,而人也由甲位置运动到了乙位置,此过程水平位移x=4m,求:
(1)猴相对地面的轨迹是直线还是曲线?
(2)10s末猴相对地面的位移大小;
(3)10s末猴相对地面的速度大小。
21. 如图所示,从地面上方某点,将一小球以10m/s的初速度沿水平方向抛出,小球经1s落地,不计空气阻力,g取10m/s2,求:
(1)小球抛出点离地面的高度;
(2)小球抛出点到落地点的水平距离;
(3)小球落地点的速度。
22. 如图甲所示是一个滑雪赛道的示意图,运动员沿倾斜雪道从A点由静止滑下,经过一段时间后从C点沿水平方向飞出,落在雪道上的D点。已知C点是第二段雪道CD的起点,第二段雪道与水平面的夹角θ=37∘,C、D间的距离s=25m,运动员可视为质点,第二段雪道足够长,不计空气阻力,sin37∘=0.60,cos37∘=0.80,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)运动员从C点水平飞出到落在D点所用的时间t;
(2)运动员从C点水平飞出时的速度大小v0;
(3)运动员飞行过程中,离雪道斜面最远时的速度大小v;
(4)如图乙,若在C点安装一斜向上θ=37∘光滑直轨道(长度忽略),以相同速率v0在C点滑出并落至等高平台MN上的E点,求落点E与C点之间的距离s′。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:国际单位制中,规定力学中三个基本单位分别是米、千克、秒,其物理量规定为基本物理量,分别是长度、质量、时间,测量使用的仪器分别是刻度尺(D)、天平(C)和秒表(A),弹簧测力计是测量力的仪器,力的单位牛顿不是国际单位制的基本单位,由以上的分析可知,B符合题意,ACD不符合题意。
本题选择仪器所测的物理量不是基本量的,故选:B。
在力学范围内,国际单位制中规定的三个基本量是长度、质量、时间。
国际单位制中共有七个基本量,相对应的单位是基本单位;力学的三个基本单位是米、千克、秒,基本量是长度、质量、时间。
2.【答案】D
【解析】解:A、在测量高铁的长度时,当然不能把高铁看成质点,否则高铁就没有长度了,故A错误;
B、在测量高铁的高度时,高铁不能看成质点,否则高铁就没有高度了,所以不能看成质点,故B错误;
C、研究高铁车轮的转动情况时,高铁不能看成质点,看成质点的话就没有车轮的运动的情况了,故C错误;
D、计算高铁在从嘉兴南到杭州东运行过程中的车速时,高铁的长度是可以忽略的,此时能看成质点,故D正确。
故选:D。
明确质点的定义,知道当物体的形状、大小对所研究的问题没有影响时,我们就可以把它看成质点,根据把物体看成质点的条件来判断即可。
本题考查学生对质点这个概念的理解,关键是知道物体能看成质点时的条件,看物体的大小、形状对所研究的问题是否产生影响,物体的大小、形状能否忽略。
3.【答案】B
【解析】解:A、杯子受到重力、静摩擦力以及手对它的压力作用,故A错误;
B、杯子受到重力、手对它的压力以及静摩擦力的作用,其中手对它的压力以及静摩擦力两个力的合力即手对杯子的作用力,杯子处于平衡状态,所以手对杯子的作用力大小等于重力的大小,方向竖直向上,故B正确;
C、由于玻璃杯静止,所以玻璃杯受力平衡,则玻璃杯在竖直方向受竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力,并且玻璃杯受到的重力大小等于静摩擦力的大小,使劲捏杯子,杯子所受的静摩擦力不变,故C错误;
D、随着手握杯子的力增大,玻璃杯始终静止,由平衡条件可知,手对杯子的作用力大小始终等于重力的大小,由于杯子的重力大小不变,则手对杯子的作用力大小也不变,故D错误。
故选:B。
用手握住一个玻璃杯子,保持静止,则杯子处于平衡状态,所受合力为0;然后根据二力平衡的条件可知,杯子应受到大小相等,方向相反的一对平衡力。
物体受力平衡时两力大小相等、方向相反;注意竖直方向上静止的物体受到的静摩擦力的大小等于物体的重力大小。
4.【答案】A
【解析】解:A.重心的位置和物体的形状与质量分布有关,则图甲中,载重汽车的重心随着装货多少和装载位置而改变,故A正确;
B.图乙中,小车和重物一起向右加速运动,则重物受到小车向右的静摩擦力作用产生加速度,故B错误;
C.根据胡克定律F=kx可知,当F相等时,劲度系数越大,弹簧的伸长量越小,故C错误;
D.图丁中,小朋友沿滑梯下滑过程中,受到重力、支持力、摩擦力的作用,故D错误。
故选:A。
重心的位置和物体的形状与质量分布有关,小车和重物一起向右加速运动,重物受到小车向右的静摩擦力提供加速度,根据胡克定律分析弹簧的伸长量;小朋友沿滑梯下滑过程中,受到重力、支持力、摩擦力的作用。
本题考查重心、胡克定律、受力分析等问题,解题关键掌握重心的特点,注意受力分析的应用。
5.【答案】A
【解析】解:A、此系统设置的安全距离约为:x=v022a=1022×5m=10m,故A正确;
B、使汽车完全停下所需时间约为:t=v0a=105s=2s,故B错误;
C、使汽车完全停下所需时间约为2s,此系统启动3s后汽车已经静止,速率为0,故C错误;
D、若减小刹车加速度,根据x=v022a可知系统预设安全距离变大,故D错误。
故选:A。
根据速度-位移关系求解此系统设置的安全距离,根据速度-时间关系求解使汽车完全停下所需时间;若减小刹车加速度,根据x=v022a判断刹车距离。
本题主要是考查刹车问题,关键是掌握匀变速直线运动的速度-位移公式进行分析,注意:计算刹车问题时要计算刹车静止的时间,汽车速度减为零后不再运动。
6.【答案】B
【解析】解:A、人被向上“托起”加速时,加速度向上,处于超重,故A错误;
BC、游客加速向上运动,合力向上不为零,气流对游客的作用力大于游客受到的重力,因此游客受到的重力与气流对游客的作用力并不是一对平衡力,故B正确,C错误;
D、气流对游客的力与游客对气流的作用力是一对作用力与反作用力,因此游客受到的重力和游客对气流的作用力不是一对作用力与反作用力,故D错误。
故选:B。
游客加速向上运动,合力向上不为零,以人为研究对象,分析其受力情况即可;加速度向上,处于超重,加速度向下,处于失重。
分析受力时,首先要明确研究对象,应分析研究对象的受力情况,而不是分析其施力情况,知道如何判断物体处于超重还是失重状态,难度不大,属于基础题。
7.【答案】D
【解析】解:A、在0∼1.5s内质点沿正方向运动,1.5∼2.0s内质点沿负方向运动,则1.5s末位移最大,故A错误;
B、1.0∼2.0s内加速度大小为a=|v−v0t|=|−4.0−4.02.0−1.0|m/s2=8m/s2,故B错误;
C、根据v−t图像与时间轴所围的面积表示位移,图像在时间轴上方位移为正,图像在时间轴下方位移为负,则1.0∼1.5s与1.5∼2.0s内位移大小相等,方向相反,因此位移不同,故C错误;
D、根据v−t图像与时间轴所围的面积表示位移,可知1.0−2.0s内质点的位移为0,则0∼1.0s与0∼2.0s内位移相同,故D正确。
故选:D。
在v−t图像中,速度的正负表示质点的运动方向,通过分析质点的运动过程,确定质点何时位移最大;图像的斜率表示加速度,由斜率大小求质点的加速度大小;根据图像与时间轴所围的面积大小求位移大小。
本题是速度-时间图像问题,关键要知道v−t图像的斜率表示加速度,图像与时间轴围成的面积表示位移。
8.【答案】C
【解析】解:当合速度的方向与合外力(合加速度)的方向不在同一条直线上,物体将做曲线运动,且轨迹夹在速度与合外力方向之间,合外力指向轨迹的内侧,若在A处匀速上升的同时,玻璃管水平向右做初速度为零的匀加速直线运动,故说明合外力应向右。根据相同时间内竖直向上运动的距离相等,而水平向右的距离越来越大可知,轨迹只可能是R,不可能是P、Q,故 C正确,ABD错误。
故选:C。
蜡块参与了水平方向上匀加速直线运动和竖直方向上的匀速直线运动,根据合速度和合加速度的方向关系确定蜡块的运动轨迹。
本题考查了运动的合成与分解知识,解决本题的关键知道若当合速度的方向与合力(合加速度)的方向不在同一条直线上,物体将做曲线运动。
9.【答案】D
【解析】解:A、从图中可以看出人的重力约为650N,所以质量约为65kg,故A错误;
BC、人下蹲动作分别有失重和超重两个过程,先是加速下降失重,到达一个最大速度后再减速下降超重,对应先失重再超重,同理可知起立是对应先超重再失重,对应图象可知,该同学做了一次下蹲-起立的动作,故BC错误;
D、由图象看出两次超重的时间间隔就是下蹲一起立之间停留的时间,约2s,故D正确。
故选:D。
失重状态:当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度;超重状态:当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度。人下蹲过程分别有失重和超重两个过程,先是加速下降失重,到达一个最大速度后再减速下降超重,同理可知起立是先超重后失重。然后根据图像即可分析蹲起的次数和停留时间。
本题考查物理知识与生活的联系,注意细致分析物理过程,仔细观察速度的变化情况,与超失重的概念联系起来加以识别。
10.【答案】C
【解析】解:物体从A到B运动,因为运动轨迹是在速度与力的夹角之间,所以物体所受恒力方向应是向下偏的。到达B点后,力的大小不变方向相反,变成向上偏的。
A、由于力的方向发生了改变,曲线Ba不在力与速度的夹角内,故物体不可能沿曲线Ba运动,故A错误;
B、因为物体在B点的速度方向为切线方向,即直线Bb,而力与速度方向不共线,所以物体不可能做直线运动,故B错误;
C、Bc在力与速度的夹角内,物体有可能沿Bc运动,故C正确;
D、很明显,物体不可能由B返回A,故D错误。
故选:C。
物体做曲线运动时,运动轨迹是在速度与力的夹角之中,根据这一点可以判断原来的恒力F的方向是向下偏的,当F变成向上偏时,运动轨迹仍然要处于速度与合力的夹角之间。
此题要理解物体做曲线运动时轨迹处于合力和速度的夹角之间.属于基础题。
11.【答案】D
【解析】解:A、物体做曲线运动,物体的速度的方向是沿着轨迹的切线方向的,所以A错误;
BCD、物体受到的合外力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧,并且合外力的方向和加速度的方向是相同的,所以加速度的方向也是指向运动轨迹的弯曲的内侧,而速度的方向总是沿着轨迹的切线方向由此可以判断BC错误,D正确;
故选:D。
当合外力与速度不在同一条直线上时,就做曲线运动,但是加速度的方向和合外力的方向是相同的。
根据物体的运动轨迹来判断受到的合外力的方向,合外力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧,这是解决曲线运动的时候经常用到的知识点。
12.【答案】B
【解析】解:A、离标靶稍近一点,水平距离减小,初速度不变,由x=v0t和h=12gt2可知飞镖击中靶子的时间减小,竖直方向下落的高度减小,飞镖将打在 A正点上方,故A错误;
B、让飞镖出手速度稍小一些,水平距离不变,初速度变小,由x=v0t和h=12gt2可知飞镖击中靶子的时间增大,竖直方向下落的高度增大,可使飞镖打在 A点正下方,从而击中靶心,故B正确;
C、由于初速度不变,水平位移不变,由x=v0t和h=12gt2可知飞镖击中靶子的时间不变,则竖直方向上下落高度不变,所以若飞镖出手点的高度再高一点,飞镖将打在 A点正上方,故C错误;
D、由于初速度不变,水平位移不变,则飞镖击中靶子的时间不变,则竖直方向上下落高度不变,所以若把标靶的位置往下移动一点,飞镖将打在 A点正上方,故D错误。
故选:B。
根据平抛运动的规律x=v0t和h=12gt2进行判断即可。
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,知道平抛运动的时间由高度决定,初速度和时间共同决定水平位移。
13.【答案】C
【解析】解:AB、设抛出的圆环做平抛运动的初速度为v,高度为h,则下落的时间为t=2hg,平抛运动的圆环飞行时间由高度决定,所以身高较矮的弟弟先套住玩具熊,故AB错误;
CD、水平方向位移x=vt=v2hg,x相同,可知哥哥抛环的初速度小,即v1
圆环做平抛运动,把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动来分析,两个方向上运动的时间相同。平抛运动的物体飞行时间由高度决定,结合水平位移和时间分析初速度关系。
本题对平抛运动规律的考查,平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动,和竖直方向上的自由落体运动来求解。
14.【答案】D
【解析】解:A、B、C、由v=ωr和三点的半径关系可知线速度大小关系:vA=vB>vC,由于线速度是矢量,A、B两点的线速度方向不相同,故ABC均错误;
D、由于A、B、C三点同轴转动,故三点的角速度相同,故D正确;
故选:D。
利用同轴转动,角速度相同;再利用v=ωr分析三点的线速度即可.
解题关键明确同轴转动角速度相同,应用v=ωr分析线速度和角速度的关系,注意矢量相同与标量相同的区别.
15.【答案】AD
【解析】解:AB、由于惯性,小球和飞机水平方向具有相同速度,因此都在飞机的正下方,故小球落地前排列在同一条竖直线上,故A正确,B错误;
C、在空中,第1、2两个小球水平分速度相等,竖直方向做自由落体运动,由于第一个小球多运动1s,故竖直分速度始终大10m/s,故每秒中两个小球间距增加10m,故C错误;
D、小球平方向是匀速运动(设为v0),前一个小球落地,再过1s,后一个小球落地,故相邻两球的落地点间距为△x=v0t=200米,恒定,故D正确;
故选:AD.
根据平抛运动规律可知,当小球释放后由于惯性在水平方向上和飞机速度相同,每次释放的小球初速度相同,下落高度相同,因此每个小球运动规律一样.同时注意各个小球之间的相对运动是怎样的.
本题考查了平抛运动规律.
16.【答案】AB
【解析】解:A、物体做曲线运动时方向时刻变化,故其速度不断变化,故A正确;
B、根据物体做曲线运动的条件可知,物体受合外力不为零,故加速度不为零,故B正确;
C、由于飞机的速率不变,故合外力一定始终与速度方向相互垂直,所以不可能始终竖直向上,故C错误;
D、由于飞机受到的合外力的方向时刻改变,故物体受变力作用,做变加速曲线运动,故D错误。
故选:AB。
明确物体做曲线运动的条件,知道曲线运动一定是变速运动;根据飞机的速率不变可分析合外力的方向。
本题考查物体做曲线运动的条件,要注意明确曲线运动中力、加速度以及速度方向关系。
17.【答案】(1)C;(2)远小于;(3)0.02;(4)小
【解析】
解:(1)平衡摩擦力时,要不挂小盘,抬高木板没有滑轮的一端,只让小车拖着纸带在木板上匀速运动,结合三个图可知,图C正确;
(2)设绳子上拉力为F,对小车根据牛顿第二定律有:
F=Ma,
对小盘及盘内物体有:
mg−F=ma,
联立解得:F=mg1+mM,
由此可知当小盘及盘内物体的总质量m远小于小车总质量M时,小盘及盘内物体的总重力近似等于小车运动时所受的拉力。。
(3)甲图中图线的斜率:k=a1M=Ma=F,
所以小车受到的拉力:F=k=2.010N=0.2N,
小车受到的拉力近似等于砝码盘及砝码的总重力F=mg=0.2N,所以砝码盘及砝码的总质量:m=0.02kg;
在乙图中,当F>0时,加速度a仍然等于0,是由于平衡摩擦力不足,可知乙同学在操作中使木板的倾角过小。
【分析】
(1)平衡摩擦力时,不能将托盘和砝码通过定滑轮连在小车上,同时应让小车拖着纸带。
(2)根据牛顿第二定律,运用隔离法求出拉力的表达式,分析小盘及盘内物体的总重力大小近似等于小车运动时所受的拉力大小的条件。
(3)甲图中图线的斜率k=a1M=Ma=F;当F>0时,加速度a仍然等于0,是由于平衡摩擦力不足。
解决本题的关键抓住实验中的两个认为:1、认为绳子的拉力等于小车的合力,前提需平衡摩擦力,2、认为绳子的拉力等于砝码和砝码盘的总重力,前提是砝码以及砝码盘的质量远小于小车和小车上钩码的总质量。
18.【答案】(1)A;(2)不相同;相同
【解析】
解:(1)A、只有斜槽末端保持水平,小球飞出时才做平抛运动,故A正确;
B、为了保证小球有相同的初速度,每次释放小球的位置必须相同,故B错误;
C、钢球与斜槽是否有摩擦力,不会影响实验结果,故C错误;
故选:A。
(2)平抛运动的初速度与初始位置有关,小球每次滚下的初始位置不同,则平抛运动的初速度不同;平抛运动的时间由高度决定,与初速度无关,由题可知斜槽轨道末端点到钢球落地点的高度相同,因此小球每次在空中的运动时间相同。
【分析】
(1)根据平抛运动的实验原理和正确的实验操作进行解答;
(2)根据实验原理和运动学公式分析出小球的运动时间,根据释放的高度分析出初速度的大小关系。
本题主要考查了平抛运动的相关应用,根据实验原理掌握正确的实验操作,理解小球的初速度和运动时间的决定因素即可完成分析。
19.【答案】解:(1)对小李和滑板整体做受力分析有:
FN=mgcos37∘
mgsin37∘−μmgcos37∘=ma
代入数据有:a=3.6m/s2
(2)根据匀变速直线运动有:
v2−v02=2aL
代入数据:L=80m,v0=0,a=3.6m/s2
有:v=24m/s
答:(1)小李从斜坡滑下时加速度a的大小为3.6m/s2;
(2)到达斜坡底端时小李速度v的大小为24m/s。
【解析】(1)对小李和滑板整体受力分析,根据牛顿第二定律求得加速度;
(2)根据运动学公式求得速度;
解答本题要应用牛顿运动定律和平衡条件是列方程求解的前提,之后运动学规律的熟练掌握,也是本题顺利解决的一大关键。
20.【答案】解:(1)由于合加速度方向(水平方向)与和速度方向(右上方)不在同一直线上,所以猴相对地面的轨迹是曲线;
(2)根据位移的合成可知10s末猴相对地面的位移大小为:L=x2+y2=62+42m=213m;
(3)根据水平方向由静止做匀加速直线运动知:x=vt=vx2t,猴子在水平方向上的分速度为:vx=2xt=2×410m/s=0.8m/s
在竖直方向上的分速度为:vy=ht=6m10s=0.6m/s
因此10s末猴相对地面的速度大小为:v=vx2+vy2=0.82+0.62m/s=1m/s。
答:(1)猴相对地面的轨迹是曲线;
(2)10s末猴相对地面的位移大小为213m;
(3)10s末猴相对地面的速度大小为1m/s。
【解析】(1)根据合加速度方向与合速度方向是否在同一直线上可判断猴子的运动轨迹;
(2)根据平行四边形定则可求出猴子相对地面的位移大小;
(3)根据运动学公式分别求出水平分速度和竖直分速度,结合平行四边形定则求出猴子相对地面的速度大小。
本题主要考查利用运动与合成的分解解决问题,注意猴子在水平方向上的分速度。
21.【答案】解:(1)根据竖直方向自由落体的运动特点可知:
h=12gt2=12×10×12m=5m
(2)根据水平方向匀速直线的运动特点可知:
x=v0t=10×1m=10m
(3)小球落地瞬间,在竖直方向上:vy=gt=10×1m/s=10m/s
则小球落地时的速度大小为:
v=v02+vy2=102+102m/s=102m/s
设速度方向与水平方向的夹角为θ,则tanθ=vyv0=1, θ=45∘
答:(1)小球抛出点离地面的高度为5m;
(2)小球抛出点到落地点的水平距离为10m;
(3)小球落地点的速度大小为102m/s。方向与水平方向的夹角为45∘。
【解析】(1)根据平抛运动竖直方向的运动特点计算出小球离地面的高度;
(2)根据水平方向的运动特点计算出小球的水平位移;
(3)先计算出小球竖直方向上的速度,根据矢量的特点计算出小球的落地速度大小和方向。
本题主要考查了平抛运动的相关应用,理解平抛运动的物体在不同方向上的运动特点,结合运动学公式和矢量合成的特点即可完成解答。
22.【答案】解:(1)平抛运动竖直方向上做自由落体
h=12gt2
根据几何关系可知,h=s×sin37∘
代入数据得:25m×0.6=12×10×t2
联立解得:t=3s
(2)水平方向有:x=v0t
根据几何关系有:x=scos37∘
代入数据得:25m×0.8=v0×3s
解得:v0=2033m/s
(3)离斜面最远时,速度方向与斜面平行,有gt1v0=tan37∘
此时,vy=gt1
则v=x02+vy2
联立解得:v=2533m/s
(4)由竖直方向分运动得飞行时间:t2=2v0sinθg
则水平方向上:s′=v0t2cosθ
联立解得:s′=12.8m
答:(1)运动员从C点水平飞出到落在D点所用的时间为3s;
(2)运动员从C点水平飞出时的速度大小为2033m/s;
(3)运动员飞行过程中,离雪道斜面最远时的速度大小为2533m/s;
(4)落点E与C点之间的距离为12.8m。
【解析】(1)根据平抛运动竖直方向上的运动特点计算出时间;
(2)根据平抛运动水平方向上的运动特点计算出初速度;
(3)当运动员离斜面最远时,速度与斜面平行,先计算出时间和竖直方向上的速度,将速度合成即可;
(4)根据不同方向的运动特点结合运动学公式计算出距离。
本题主要考查了平抛运动的相关知识,根据其不同方向的运动特点结合几何关系即可完成分析,整体难度不大。
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