高中物理转盘模型?

17:34:59 文章来源:网络 作者:江门星火教育 浏览量:9351

  为广大学生、家长们收集并提供广东省江门市高中各中学试题试卷的相关信息。以下是广东省江门一中学年下学期高一(下)期末物理试卷,希望对您们有帮助!

  学年广东省江门一中高一(下)期末物理试卷

  一.单项选择题:本大题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得3分,选错或不答的得0分.

  1.汽车在平直的公路上向东冒雨行驶,下列说法中正确的是(  )

  A.选择汽车为参考系,雨滴是静止的

  B.选择地面为参考系,坐在汽车里的乘客是静止的

  C.选择汽车为参考系,路旁的树木在向西运动

  D.选择乘客为参考系,刮雨器一定是静止的

  2.一个物体在三个共点力的作用下做匀速直线运动,则这个三个力的大小可能是(  )

  3.物体A的加速度为3m/s2,物体B的加速度为﹣5m/s2,下列说法中,正确的是(  )

  A.物体A的加速度比物体B的加速度大

  B.物体B的速度变化比物体A的速度变化快

  C.物体A的速度一定在增加

  D.物体B的速度一定在减小

  4.在匀速前进的小车上放一个竖直的木块,突然发现木块向左倾倒,如图所示,这是因为小车(  ) 

  C.向左加速 D.以上分析都不正确

  5.质点做直线运动的速度﹣时间图象如图所示,下列说法错误的是(  )

  A.在第1秒末速度方向发生了改变

  B.在第1秒末加速度方向发生了改变

  C.物体做匀变速直线运动

  D.第2秒末的位置与质点运动的初始位置相同

  6.在升降机内,一人站在磅秤上,发现磅秤的示数比自己的实际体重减轻了20%,则下列判断正确的是 (g取10m/s2)(  )

  A.升降机以8m/s2的加速度加速上升

  B.升降机以8m/s2的加速度减速上升

  C.升降机以2m/s2的加速度加速上升

  D.升降机以2m/s2的加速度加速下降

  7.一根轻质弹簧竖直悬挂一小球,小球和弹簧的受力如图所示,下列说法正确的是(  )

  A.F1的施力者是弹簧 B.F2的反作用力是F3

  C.F3的施力者是地球 D.F4的反作用力是F1

  8.质量为m的木块放在光滑水平面上,在水平力恒F的作用下从静止开始运动,关于t时刻F的功率,下列说法正确的是(  )

  B.乘客受到水平向左的摩擦力作用

  C.乘客受到水平向右的摩擦力作用

  D.乘客所受合力竖直向上

  10.如图,跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型:运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上,随跳板一同向下运动到最低点(B位置).对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程中,下列说法正确的是(  )

  A.运动员到达最低点时,其所受外力的合力为零

  B.在这个过程中,运动员的动能一直在减小

  C.在这个过程中,跳板的弹性势能一直在增加

  D.在这个过程中,运动员所受重力对她做的功大于跳板的作用力对她做的功

  二.多项选择题:本大题共5小题,每小题4分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不答得0分.

  11.如图,消防车匀速向前行驶的同时,消防员沿梯子向上做匀减速直线运动,在地面上看,下列说法中正确的是(  )

  A.消防队员做直线运动

  B.消防队员做曲线运动

  C.消防队员的速度方向保持不变

  D.消防队员的加速度方向保持不变

  12.如图所示是一种叫“飞椅”的游乐项目,长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在水平转盘边缘,盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘匀速转动时,钢绳与竖直方向的夹角为θ.关于座椅下列说法正确的是(  )

  A.座椅做匀速圆周运动的半径为Lsinθ

  B.钢绳的拉力与重力的合力提供向心力

  C.座椅所受合力保持不变

  D.钢绳的拉力大于座椅重力

  13.将一石子从高处斜向上抛出,空气阻力不计,则影响石子落地速度大小的因数有(  )

  A.初速度的大小 B.初速度的方向 C.石子的质量 D.抛出时的高度

  14.2013年4月将出现“火星合日”的天象“火星合日”是指火星、太阳、地球三者之间形成一条直线时,从地球的方位观察,火星位于太阳的正后方,火星被太阳完全遮蔽的现象,如图所示已知地球、火星绕太阳运行的方向相同,若把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆,火星绕太阳公转周期约等于地球公转周期的2倍,由此可知(  )

  A.“火星合日”约每1年出现一次

  B.“火星合日”约每2年出现一次

  C.火星的公转半径约为地球公转半径的

  D.火星的公转半径约为地球公转半径的8倍

  15.如图所示,半球形壳竖直固定放置在水平面上,半径为R.质量为m的物块,沿壳内壁滑下,滑到最低点时速度大小为v,若物体与球壳内壁之间的动摩擦因数为μ.当物体在最低点时,下列说法正确的是(  )

  三.实验题:(本大题12分)

  16.①在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,以下说法正确的是________

  A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度

  B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态

  C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量

  D.用不同种类的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,可得出拉力与伸长量之比相等

  ②一同学在探究弹力和弹簧伸长量的关系时,将不同的钩码分别挂在竖直悬挂弹簧的下端,钩码重量与相应的弹簧总长度数据如下表所示.请在坐标纸上作出弹簧所受弹力F与弹簧总长L之间的关系图线;

  ③由实验图线可得到弹簧的劲度系数为______N/m.

  17.某实验小组利用拉力传感器、光电门等器材探究滑块“动能定理”的实验,实验装置如图所示,在滑块上安装一遮光条与拉力传感器,把滑块放在水平气垫导轨上并静止在A处,并通过定滑轮的细绳与钩码相连,光电门安装在B处.测得滑块(含遮光板和拉力传感器)质量为M、钩码总质量为m、AB之间的距离为L,当地的重力加速度为g.将滑块在如图A位置由静止释放后,拉力传感器记录下滑块在运动过程的拉力为F,光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间分别为△t.

  ①实验中是否要求钩码总质量m远小于滑块质量M______(填:是、否)

  ②实验中还需要测量的物理量是________(用文字及相应的符号表示).

  ③则本实验中探究滑块动能定理的表达式为_______(用以上对应物理量的符号表示).

  四.计算题:本大题共4小题,共38分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.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.

  18.如图所示,水平台面AB距地面的高度h=0.80m.有一滑块从A点以v0=6.0m/s的初速度在台面上做匀变速直线运动,滑块与平台间的动摩擦因数μ=0.25.滑块运动到平台边缘的B点后水平飞出.已知AB=2.2m.不计空气阻力,g取10m/s2,求:

  (1)滑块从B点飞出时的速度大小

  (2)滑块落地点到平台边缘的水平距离.

  19.如图,质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20m.用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经t0=2s拉至B处.

  (1)求物体与地面间的动摩擦因数μ;

  (2)用大小为30N,与水平方向成37°的力斜向上拉此物体,求物体的加速度.

  20.“荡秋千”是很多小朋友喜欢玩的游乐项目,质量为m=20kg的小孩坐在秋千板上,小孩重心离系绳子的横梁的距离为L=2.5m.让小孩从摆绳与竖直方向成60°处自由释放,不计一切阻力,g取10m/s2,求:

  (1)秋千板摆到最低点时,小孩运动速度的大小;

  (2)摆到最低点时,放开双手,则小孩对秋千板的压力是多大?

  21.如图,ABC为固定在竖直平面内的轨道,AB为光滑的四分之一圆弧,与粗糙水平面BC相切.将质量m=0.5kg的滑块从A点静止释放,滑块与水平面间的动摩擦因数μ1=0.1,滑块从B点滑行L=18m后到达C点时速度v1=8m/s.现将BC间的一段MN用铁刷划擦,使该段的动摩擦因数变为μ2=0.5,再使滑块从A点静止释放,到达C点的速度为v2= ,g取.

  (1)求圆弧的半径R;

  (3)若BC间用铁刷划擦的MN段的长度不变,铁刷划擦的MN段的位置可设定,求滑块从B运动到C的最短时间是多少.

  学年广东省江门一中高一(下)期末物理试卷

  参考答案与试题解析

  一.单项选择题:本大题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求,选对的得3分,选错或不答的得0分.

  1.汽车在平直的公路上向东冒雨行驶,下列说法中正确的是(  )

  A.选择汽车为参考系,雨滴是静止的

  B.选择地面为参考系,坐在汽车里的乘客是静止的

  C.选择汽车为参考系,路旁的树木在向西运动

  D.选择乘客为参考系,刮雨器一定是静止的

  【考点】参考系和坐标系.

  【分析】运动和静止是相对的,判断一个物体的运动状态,首先要看选择谁做参考系,其次看这个物体相对于参考系的位置是否发生了改变.

  【解答】解:A、选择汽车为参考系雨滴下降的同时还要向西运动,故A错误;

  B、选择地面为参考系,坐在汽车里的乘客与汽车一起向东运动,故B错误;

  C、汽车相对路旁的树木向东运动,故选择汽车为参考系,路旁的树木向西运动,故C正确;

  D、选择乘客为参考系,工作的刮雨器是转动的,故D错误;

  【点评】判断物体之间的相对运动状态,除了选好参照物以外,还要比较它们的相对速度和相对方向发生了怎样的变化.

  2.一个物体在三个共点力的作用下做匀速直线运动,则这个三个力的大小可能是(  )

  【考点】合力的大小与分力间夹角的关系.

  【分析】当这三个共点力的方向都相同的时候,合力最大,

  当其中任何两个力的合力与第三个力大小相等方向相反的时候,合力为零.

  【解答】解:A、3N和5N的合力的范围是2N≤F≤8N,9N不在这个范围内,合力不可能为零,所以A错误;

  B、5N和10N的合力的范围是5N≤F≤15N,10N在这个范围内,合力可以为零,所以B正确;

  C、3N和5N的合力的范围是2N≤F≤8N,1N不在这个范围内,合力不可能为零,所以C错误;

  D、7N和20N的合力的范围是13N≤F≤27N,10N在这个范围内,合力不可能为零,所以D错误;

  【点评】求三个力的合力的时候,一定能要注意三个力的合力有可能为零的情况.

  3.物体A的加速度为3m/s2,物体B的加速度为﹣5m/s2,下列说法中,正确的是(  )

  A.物体A的加速度比物体B的加速度大

  B.物体B的速度变化比物体A的速度变化快

  C.物体A的速度一定在增加

  D.物体B的速度一定在减小

  【分析】加速度是反映速度变化快慢的物理量,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.

  【解答】解:A、物体B的加速度大于物体A的加速度,可知物体B的速度变化比较快.故A错误,B正确.

  C、由于物体A、B的加速度方向与速度方向的关系未知,则无法判断物体A、B的速度是增加还是减小.故C、D错误.

  【点评】解决本题的关键知道加速度的物理意义,掌握判断物体做加速运动还是减速运动的方法,关键看加速度方向与速度方向的关系.

  4.在匀速前进的小车上放一个竖直的木块,突然发现木块向左倾倒,如图所示,这是因为小车(  )

  C.向左加速 D.以上分析都不正确

  【分析】先分析木块和小车原来的运动状态,再分析当小车运动状态改变时的情况,根据一切物体都有保持原来运动状态的性质来分析小车的运动状态.

  【解答】解:木块和小车原来一起作匀速直线运动,并且木块和小车具有共同的速度,发现木块向左倒,说明小车可能向右做加速运动或向左做减速运动,木块由于惯性,保持原来的运动状态向前运动而产生的,故A正确,BCD错误.

  【点评】一切物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,我们把物体保持运动状态不变的性质叫做惯性,此题主要考查学生对惯性的理解和应用,会用惯性知识分析物体的运动状态.

  5.质点做直线运动的速度﹣时间图象如图所示,下列说法错误的是(  )

  A.在第1秒末速度方向发生了改变

  B.在第1秒末加速度方向发生了改变

  C.物体做匀变速直线运动

  D.第2秒末的位置与质点运动的初始位置相同

  【考点】匀变速直线运动的图像;匀变速直线运动的速度与时间的关系.

  【分析】速度图象为的坐标的正负表示质点运动的方向;根据图象的斜率可分析加速度是否发生变化,同时明确图象所表示的运动性质;再根据图象与时间轴围成的面积来分析物体位移的变化.

  【解答】解:A、第1s末时物体的速度由正方向变成了反方向,故方向发生了变化;故A正确;

  B、由于图象的斜率一直没有变化,故物体的加速度没有变化;故B错误;

  C、物体加速度一直不变,故物体做匀变速直线运动;故C正确;

  D、图象与时间轴围成的面积表示位移,则由图可知,第2秒末的位置与质点运动的初始位置相同;故D正确;

  本题选错误的;故选:B.

  【点评】本题的解题关键是根据速度的正负表示质点的运动方向,v﹣t图象为倾斜的直线表示匀变速直线运动,同时注意图象与时间轴围成的面积表示位移.要注意理解和应用.

  6.在升降机内,一人站在磅秤上,发现磅秤的示数比自己的实际体重减轻了20%,则下列判断正确的是 (g取10m/s2)(  )

  A.升降机以8m/s2的加速度加速上升

  B.升降机以8m/s2的加速度减速上升

  C.升降机以2m/s2的加速度加速上升

  D.升降机以2m/s2的加速度加速下降

  【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力.

  【分析】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;

  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.

  根据牛顿第二定律求出升降机的加速度.

  【解答】解:人站在磅秤上受重力和支持力,发现了自已的体重减少了20%,处于失重状态,具有向下的加速度,

  根据牛顿第二定律得:方向向下,

  升降机向上做匀减速直线运动或向下做匀加速直线运动,故ABC错误,D正确;

  【点评】本题考查了学生对超重失重现象的理解,掌握住超重失重的特点,对人进行受力分析求出人的加速度,本题就可以解决了.

  7.一根轻质弹簧竖直悬挂一小球,小球和弹簧的受力如图所示,下列说法正确的是(  )

  A.F1的施力者是弹簧 B.F2的反作用力是F3

  C.F3的施力者是地球 D.F4的反作用力是F1

  【考点】作用力和反作用力.

  【分析】小球受到重力和弹簧的拉力.弹簧对小球的拉力与小球对弹簧的拉力是一对作用力与反作用力.

  【解答】解:A、F1是小球的重力,其施力物体是地球.故A错误.

  B、F2弹簧对小球的拉力,F3小球对弹簧的拉力,两力是一对作用力与反作用力.故B正确.

  C、F3是小球对弹簧的拉力,所以F3的施力物体是小球.故C错误.

  D、F4与F1没有直接关系,不是一对作用力与反作用力.故D错误.

  【点评】确定施力物体,关键要明确力是哪个物体对哪个物体的作用.基础题.

  8.质量为m的木块放在光滑水平面上,在水平力恒F的作用下从静止开始运动,关于t时刻F的功率,下列说法正确的是(  )

  【分析】根据牛顿第二定律求出木块的加速度大小,结合速度时间公式求出t时刻的速度,根据P=Fv求出功率的大小.

  【解答】解:根据牛顿第二定律得,,

  F的功率故D正确,A、B、C错误.

  【点评】解决本题的关键知道平均功率和瞬时功率的区别,掌握这两种功率的求法,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解.

  9.乘客站在扶梯上不动,随自动扶梯匀加速斜向上运动,如图,下列说法正确的是(  ) 

  B.乘客受到水平向左的摩擦力作用

  C.乘客受到水平向右的摩擦力作用

  D.乘客所受合力竖直向上

  【考点】牛顿第二定律;摩擦力的判断与计算.

  【分析】自动扶梯上的人随扶梯斜向上做匀加速运动,人的加速度斜向上,将加速度分解到水平和竖直方向,根据牛顿第二定律即可求解.

  【解答】解:人随扶梯匀加速斜向上运动,人的加速度斜向上,由牛顿第二定律可知,人所受的合力斜向上方,故D错误;

  设人的加速度大小为a,人的加速度斜向上,将加速度分解到水平和竖直方向得:

  ax=acosθ,方向水平向左;ay=asinθ,方向竖直向上,

  水平方向受静摩擦力作用,f=ma=macosθ,方向水平向右,故AB错误,C正确;

  【点评】本题考查了受力分析,考查了牛顿第二定律的应用,解决本题时可以把加速度进行分解,结合牛顿第二定律求解.也可以定性分析.

  10.如图,跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型:运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上,随跳板一同向下运动到最低点(B位置).对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程中,下列说法正确的是(  )

  A.运动员到达最低点时,其所受外力的合力为零

  B.在这个过程中,运动员的动能一直在减小

  C.在这个过程中,跳板的弹性势能一直在增加

  D.在这个过程中,运动员所受重力对她做的功大于跳板的作用力对她做的功

  【考点】机械能守恒定律.

  【分析】运动员从接触跳板开始,受到弹力和重力两个力,在整个过程中,弹力从0 增加到最大,合力先减小后增大,速度先增大后减小.

  【解答】解:A、从接触跳板到最低点,弹力一直增大,合力先减小后增大.故A错误.

  B、加速度的方向先向下后向上,速度先和加速度同向再和加速度反向,可知速度先增大后减小,动能先增大后减小.故B错误.

  C、形变量一直在增大,弹性势能一直在增加.故C正确.

  D、根据动能定理,重力做正功,弹力做负功,动能在减小,所以运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功.故D错误.

  【点评】解决本题的关键掌握力与运动的关系,当加速度与速度同向,速度增加,当加速度与速度反向,速度减小.

  二.多项选择题:本大题共5小题,每小题4分,共20分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不答得0分.

  11.如图,消防车匀速向前行驶的同时,消防员沿梯子向上做匀减速直线运动,在地面上看,下列说法中正确的是(  )

  A.消防队员做直线运动

  B.消防队员做曲线运动

  C.消防队员的速度方向保持不变

  D.消防队员的加速度方向保持不变

  【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力.

  【分析】消防员参与了沿梯子方向的匀减速直线运动和水平方向上的匀速直线运动,通过合速度与合加速度是否在同一条直线上判断消防员做直线运动还是曲线运动.

  【解答】解:A、消防车匀速前进时,消防员沿梯子向上做匀减速直线运动,消防队员所受合外力沿梯子向下,加速度方向沿梯子向下,消防队员的速度方向斜向左上方,加速度方向与速度方向不在同一直线上,消防队员做曲线运动,故A错误,B正确;

  C、消防队员做曲线运动,速度方向不断发生变化,故C错误;

  D、消防队员做匀变速运动,加速度保持不变,加速度方向保持不变,故D正确;

  【点评】解决本题的关键掌握运动的合成与分解,知道通过分解为水平方向和竖直方向来判断消防队员在水平方向的速度变化.

  12.如图所示是一种叫“飞椅”的游乐项目,长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在水平转盘边缘,盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘匀速转动时,钢绳与竖直方向的夹角为θ.关于座椅下列说法正确的是(  )

  A.座椅做匀速圆周运动的半径为Lsinθ

  B.钢绳的拉力与重力的合力提供向心力

  C.座椅所受合力保持不变

  D.钢绳的拉力大于座椅重力

  【分析】根据几何关系求出座椅做圆周运动的半径,座椅靠重力和拉力的合力提供向心力,合力的方向始终指向圆心.

  【解答】解:A、设转盘的半径为R,根据几何关系知,座椅做匀速圆周运动的半径r=Lsinθ+R,故A错误.

  B、座椅做匀速圆周运动,靠拉力和重力的合力提供向心力,故B正确.

  C、合力提供向心力,方向始终指向圆心,则合力的方向始终在改变,故C错误.

  D、根据平行四边形定则知,钢绳的拉力 可知拉力大于座椅的重力,故D正确.

  【点评】解决本题的关键知道座椅做圆周运动向心力的来源,注意物理量的矢量性,以及知道座椅在竖直方向上的合力为零.

  13.将一石子从高处斜向上抛出,空气阻力不计,则影响石子落地速度大小的因数有(  )

  A.初速度的大小 B.初速度的方向 C.石子的质量 D.抛出时的高度

  【考点】机械能守恒定律.

  【分析】题中不计空气阻力,只有重力做功,小球的机械能守恒,可以根据机械能守恒定律列式,判断出速度与哪些量有关.

  【解答】解:在整个过程中,只有重力做功,小球的机械能守恒,则得:

  【点评】本题要能判断出小球的机械能守恒,通过列式分析,采用定量法判断.

  14.2013年4月将出现“火星合日”的天象“火星合日”是指火星、太阳、地球三者之间形成一条直线时,从地球的方位观察,火星位于太阳的正后方,火星被太阳完全遮蔽的现象,如图所示已知地球、火星绕太阳运行的方向相同,若把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆,火星绕太阳公转周期约等于地球公转周期的2倍,由此可知(  )

  A.“火星合日”约每1年出现一次

  B.“火星合日”约每2年出现一次

  C.火星的公转半径约为地球公转半径的 倍

  D.火星的公转半径约为地球公转半径的8倍

  【考点】万有引力定律及其应用;向心力.

  【分析】由圆周运动的规律可得出多长时间火星、地球及月球处在同一直线上;由万有引力充当向心力可知火星半径与地球半径的大小关系.

  【解答】解:A、因火星的周期为地球周期的2倍,故地球转一周时,火星转动了半圈,故一年内不会出现“火星合日”现象;只有等火星转动一圈时才会同时出现在同一直线上,故约2年出现一次,故A错误,B正确;

  C正确,D错误;

  【点评】行星绕太阳运动与卫星绕地球运动的模型相似:旋转天体绕中心天体做匀速圆周运动,中心天体对旋转天体的万有引力提供旋转天体的向心力.本题关键抓住万有引力提供向心力,列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式,再进行讨论.

  15.如图所示,半球形壳竖直固定放置在水平面上,半径为R.质量为m的物块,沿壳内壁滑下,滑到最低点时速度大小为v,若物体与球壳内壁之间的动摩擦因数为μ.当物体在最低点时,下列说法正确的是(  )

  【考点】向心力;摩擦力的判断与计算.

  【分析】根据牛顿第二定律求出小球所受的支持力,根据滑动摩擦力公式求出摩擦力的大小,从而确定合力的大致方向.

  【解答】解:A、在最低点,根据牛顿第二定律得,故A正确.

  B、物块受到的摩擦力f= 故B错误,C正确.

  D、由于重力支持力的合力方向竖直向上,滑动摩擦力方向水平向左,则物体合力的方向斜向左上方.故D正确.

  【点评】解决本题的关键确定物体做圆周运动向心力的来源,运用牛顿第二定律进行求解.

  三.实验题:(本大题12分)

  16.①在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验中,以下说法正确的是 AB

  A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度

  B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态

  C.用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量

  D.用不同种类的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,可得出拉力与伸长量之比相等

  ②一同学在探究弹力和弹簧伸长量的关系时,将不同的钩码分别挂在竖直悬挂弹簧的下端,钩码重量与相应的弹簧总长度数据如下表所示.请在坐标纸上作出弹簧所受弹力F与弹簧总长L之间的关系图线;

  ③由实验图线可得到弹簧的劲度系数为 250 N/m.

  【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系.

  【分析】①在《探索弹力和弹簧伸长的关系》实验中,弹簧的弹力与行变量的关系满足F=kx,其中k由弹簧本身决定;利用实验操作过程的注意事项分析即可;

  ②③根据实验数据在坐标纸上描出的点,基本上在同一条直线上.可以判定F和L间是一次函数关系.画一条直线,使尽可能多的点落在这条直线上,不在直线上的点均匀地分布在直线两侧.根据图象结合数学知识可得出弹簧弹力与弹簧长度之间的关系式

  【解答】解:(1)A、弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度,否则弹簧会损坏,故A正确.

  B、用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,要保证弹簧位于竖直位置,使钩码的重力等于弹簧的弹力,要待钩码平衡时再读读数.故B正确.

  C、弹簧的长度不等于弹簧的伸长量,伸长量等于弹簧的长度减去原长,故C错误.

  D、弹力与形变量成正比;故D错误.

  (2)根据表中数据,利用描点法得出图象如下所示:

  由F﹣L图象和胡克定律结合分析知,图象的斜率为弹簧的劲度系数,当F=0时,即横坐标的截距为弹簧的原长,所以据图所知,横截距为5cm,即弹簧的原长为5cm;图象的斜率为:

  【点评】本题关键明确实验原理,能够根据胡克定律列式求解;会描点作图,掌握作图的方法.能利用F﹣L图象分析求解是关键,注意横坐标的截距为弹簧的原长,斜率表示弹簧的劲度系数,

  17.某实验小组利用拉力传感器、光电门等器材探究滑块“动能定理”的实验,实验装置如图所示,在滑块上安装一遮光条与拉力传感器,把滑块放在水平气垫导轨上并静止在A处,并通过定滑轮的细绳与钩码相连,光电门安装在B处.测得滑块(含遮光板和拉力传感器)质量为M、钩码总质量为m、AB之间的距离为L,当地的重力加速度为g.将滑块在如图A位置由静止释放后,拉力传感器记录下滑块在运动过程的拉力为F,光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间分别为△t.

  ①实验中是否要求钩码总质量m远小于滑块质量M 否 (填:是、否)

  ②实验中还需要测量的物理量是 遮光片的宽度d (用文字及相应的符号表示).

  ③则本实验中探究滑块动能定理的表达式为(用以上对应物理量的符号表示).

  【考点】探究功与速度变化的关系.

  【分析】本实验要测量拉力做的功,故要用刻度尺测量光电门A至光电门B中心之间的距离L.

  滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度.根据动能定理列方程.

  本实验用了气垫导轨,摩擦力几乎没有,不需要平衡摩擦力.

  【解答】解:①拉力是直接通过传感器测量的,故与小车质量和钩码质量大小关系无关;故不需要钩码总质量m远小于滑块质量M;

  ②为了测量拉力的功,需要知道速度的大小,故要测量遮光片的宽度d.

  ③由于遮光条的宽度很小,通过光电门的时间也很短,故遮光条通过光电门的平均速度可以表示瞬时速度,则通,B点的速度

  【点评】本题考查验证动能定理的实验,在处理实验时一定要找出实验原理,根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项.

  四.计算题:本大题共4小题,共38分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.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.

  18.如图所示,水平台面AB距地面的高度h=0.80m.有一滑块从A点以v0=6.0m/s的初速度在台面上做匀变速直线运动,滑块与平台间的动摩擦因数μ=0.25.滑块运动到平台边缘的B点后水平飞出.已知AB=2.2m.不计空气阻力,g取10m/s2,求:

  (1)滑块从B点飞出时的速度大小

  (2)滑块落地点到平台边缘的水平距离.

  【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系;平抛运动.

  【分析】了解研究对象的运动过程是解决问题的前提,根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题.

  选取合适的研究过程,运用动能定理解题.

  清楚物体水平飞出做平抛运动,根据平抛运动规律解题.

  【解答】解:(1)由牛顿第二定律有:μ m g=m a

  解得滑块从B点飞出时的速度大小为:v t=5.0 m/s

  (2)由平抛运动公式有:

  解得滑块落地点到平台边缘的水平距离为:x=2.0 m

  答:(1)滑块从B点飞出时的速度大小5.0 m/s

  (2)滑块落地点到平台边缘的水平距离2.0 m.

  【点评】动能定理的应用范围很广,可以求速度、力、功等物理量,特别是可以去求变力功.对于一个量的求解可能有多种途径,我们要选择适合条件的并且简便的.

  19.如图,质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20m.用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经t0=2s拉至B处.

  (1)求物体与地面间的动摩擦因数μ;

  (2)用大小为30N,与水平方向成37°的力斜向上拉此物体,求物体的加速度.

  【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

  【分析】(1)物体做初速度为零的匀加速直线运动,应用匀变速直线运动的位移公式可以求出加速度,然后由牛顿第二定律求出动摩擦因数.

  (2)根据物体的受力情况应用牛顿第二定律可以求出加速度.

  【解答】解:(1)物体做匀加速运动,由位移公式得:

  由牛顿第二定律得:F﹣f=ma,

  摩擦力:f=μmg,

  (2)水平方向,由牛顿第二定律得:

  在竖直方向,由平衡条件得:

  摩擦力:f′=μN,

  答:(1)物体与地面间的动摩擦因数μ为0.5;

  【点评】本题考查了求动摩擦因数、物体的加速度,分析清楚物体的运动过程与受力情况是解题的关键,应用牛顿第二定律与运动学公式可以解题.

  20.“荡秋千”是很多小朋友喜欢玩的游乐项目,质量为m=20kg的小孩坐在秋千板上,小孩重心离系绳子的横梁的距离为L=2.5m.让小孩从摆绳与竖直方向成60°处自由释放,不计一切阻力,g取10m/s2,求:

  (1)秋千板摆到最低点时,小孩运动速度的大小;

  (2)摆到最低点时,放开双手,则小孩对秋千板的压力是多大?

  【考点】动能定理的应用;牛顿第二定律.

  【分析】(1)小孩和秋千向下摆动的过程中,受到重力和拉力,拉力与速度垂直,不做功,故机械能守恒,根据机械能守恒定律列式求秋千到达最低点的速度;

  (2)在最低点,小孩由重力和支持力的合力提供向心力,根据向心力公式和牛顿第二定律列式求解秋千对小孩的支持力,从而得到小孩对秋千的压力.

  【解答】解:(1)取最低点所在水平面为参考平面,设秋千和小孩的总质量为M,根据机械能守恒定律得:

  根据牛顿第三定律得小孩对秋千板的压力为:F=FN=400N

  答:(1)秋千板摆到最低点时,小孩运动速度的大小是5m/s;

  (2)摆到最低点时,放开双手,则小孩对秋千板的压力是400N.

  【点评】本题关键要明确小孩摆动过程中整体的机械能守恒,同时要知道在最低点,由重力和支持力的合力提供小孩所需要的向心力.

  21.如图,ABC为固定在竖直平面内的轨道,AB为光滑的四分之一圆弧,与粗糙水平面BC相切.将质量m=0.5kg的滑块从A点静止释放,滑块与水平面间的动摩擦因数μ1=0.1,滑块从B点滑行L=18m后到达C点时速度v1=8m/s.现将BC间的一段MN用铁刷划擦,使该段的动摩擦因数变为μ2=0.5,再使滑块从A点静止释放,到达C点的速度为g取

  (1)求圆弧的半径R;

  (3)若BC间用铁刷划擦的MN段的长度不变,铁刷划擦的MN段的位置可设定,求滑块从B运动到C的最短时间是多少.

  【考点】动能定理的应用;匀变速直线运动规律的综合运用.

  【分析】(1)滑块第一次从B到C,由动能定理可求得滑块经过B点的速度.对滑块由A到B,由动能定理列式,可求得圆弧的半径R.

  (2)滑块第二次从B到C,由动能定理列式,可求得MN段的长度x.

  (3)作出v﹣t图象如图,分析知道当N点与C点重合时,滑块的运动时间最短.由运动学速度位移公式研究MN段,得到此过程滑块到M点的速度.再速度时间公式求滑行的最短时间.

  【解答】解:(1)滑块第一次从B到C,由动能定理得:

  (2)滑块从第二次从B到C,由动能定理得:

  (3)由第(2)问可知,无论MN在AB中的具体位置如何变化,滑块到C点的速度都不变,作出v﹣t图象如图,可知当N点与C点重合时,滑块的运动时间最短.

  设滑块在BM段和MN段的加速度分别为a1和a2,由牛顿第二定律得,f=ma,代入数据,解得:a1=1m/s2,

  答:(1)圆弧的半径R是5m;

  (3)滑块从B运动到C的最短时间是2.1s.

  【点评】本题涉及力在空间的效应,运用动能定理是常用的思路,要反复运用动能定理列式解答,列式时要抓住各个过程之间的联系,如速度关系.

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