浙江省2021-2022学年高一上学期期末模拟考试物理试卷(Word版含答案)

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名称 浙江省2021-2022学年高一上学期期末模拟考试物理试卷(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 230.4KB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-12-26 20:18:09

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文档简介

2021-2022学年高一(上)期末物理模拟考试试卷
一.选择题(共16小题)
1.下面关于质点的正确说法有(  )
A.蚂蚁很小,一定可以把蚂蚁看成质点
B.研究地球绕太阳公转的周期时,可以把地球看成质点
C.研究沿地面翻滚前进的体操运动员的动作时,可以把运动员看成质点
D.在研究运动员如何才能踢出“香蕉球”时,可以把足球看成质点
2.小明从家乘坐出租车到学校拿资料后,再乘坐该车返回。往返的乘车发票如图所示,对于图中信息,下列说法正确的是(  )
A.“15:11”指时间间隔 B.“00:12:50”指时刻
C.“11.2公里”指位移大小 D.“11.2公里”指路程
3.如图所示为横跨杭州湾的嘉绍大桥,是世界上最长、最宽的多塔斜拉桥,全长10km,设计速度为100km/h。小文驾驶汽车上桥时间是13:10,8min后通过该桥。下列说法不正确的是(  )
A.“10km”是指路程 B.“13:10”是时刻
C.“8min”是时间间隔 D.“100km/h”是平均速度
4.以下几种情景:①点火后即将升空的火箭,②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车,③磁悬浮列车在轨道上高速行驶,④轿车在十字路口转弯,仪表盘上示数不变。下列对情景分析和判断正确的说法是(  )
A.因即将升空的火箭还没有运动,所以加速度一定为零
B.轿车紧急刹车,速度变化很快,加速度很大
C.高速行驶的磁悬浮列车,因速度很大,所以加速度也一定很大
D.轿车在十字路口转弯,仪表盘上示数不变,说明轿车转弯时速度也不变
5.一辆汽车在平直公路上做刹车实验,t=0时刻起开始刹车,刹车过程的位移大小x与速度大小v的关系为x=25v2(m),下列分析正确的是(  )
A.刹车过程汽车的加速度大小为16m/s2
B.刹车过程持续的时间为2.5s
C.t=0时刻汽车的速度大小为5m/s
D.刹车后3s的位移大小为24m
6.图示是甲、乙两物体做直线运动的位移﹣时间图象,则下列说法正确的是(  )
A.甲开始运动的时刻比乙晚t1
B.当t=t2时,两物体相遇
C.当t=t2时,两物体相距最远
D.甲乙两物体运动方向相同
7.如图所示,研究落体运动规律时,将玻璃筒竖直放置,让羽毛和铁片从玻璃筒顶端同时开始下落。下列说法正确的是(  )
A.玻璃筒内抽成真空前,羽毛和铁片同时落到底端
B.玻璃筒内抽成真空前,羽毛比铁片先落到底端
C.玻璃筒内抽成真空后,羽毛和铁片同时落到底端
D.玻璃筒内抽成真空后,铁片比羽毛先落到底端
8.以下物理量是矢量的是(  )
A.位移 B.路程 C.质量 D.长度
9.关于重力、弹力和摩擦力的说法中正确的是(  )
A.运动的物体不可能受到静摩擦力作用
B.弹簧的弹力大小F与弹簧长度x满足关系式F=kx
C.在空中飘落的树叶,其重力方向总是竖直向下的
D.滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反
10.如图所示,力F把一物体紧压在竖直的墙壁上静止不动,下列有关力的相互关系叙述正确的是(  )
A.作用力F和物体对墙壁的压力是一对平衡力
B.物体共受四个力的作用
C.作用力F和墙壁对物体的弹力是一对作用力和反作用力
D.作用力F增大,墙壁对物体的静摩擦力也增大
11.物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科,在物理学的探索和发现过程中科学家们运用了许多研究方法,例如:理想化模型法、控制变量法、极限思维法、等效法、微元法、放大法等等。以下关于物理学研究方法的叙述中错误的是(  )
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是理想化模型法
B.在探究加速度与力、质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验运用了控制变量法
C.根据速度定义式,当△t→0时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了极限思维法
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,再把各小段位移相加,这里运用了等效法
12.如图所示,斜面的倾角为α,物体与斜面间的滑动摩擦因数为μ,物体刚好沿斜面下滑,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列关系式正确的是(  )
A.μ=sinα B. C.μ=tanα D.
13.如图是伽利略研究自由落体运动的实验情景,让小球多次在倾角为θ的阻力很小的斜面上从顶端由静止滑下,在改变倾角θ的条件下进行多次实验,当θ角增大时,则下列说法错误的是(  )
A.小球对斜面的压力增大
B.小球运动的加速度增大
C.小球到达底端时的速度变大
D.伽利略对自由落体运动的研究,采用了实验和逻辑推理相结合的研究方法
14.如图,固定在地面上的斜面足够长,其倾角为30°,一质量为1kg的物块受到平行于斜面向上F=10N的力,滑块沿斜面向下运动物块与斜面之间的动摩擦因数为,重力加速度g取10m/s2,物块运动的加速度大小为(  )
A.a=2.5m/s2 B.a=7.5m/s2 C.a=10.0m/s2 D.a=12.5m/s2
15.如图所示,一质量为M=2Kg的物体放在水平面上,用F1=6N,F2=13N的力作用在物体上,物体保持静止.若撤去F2,则物体运动的加速度是(  )
A.0 m/s2 B.1 m/s2 C.2m/s2 D.3m/s2
16.作为第十三届全运人的东道主,双人10米台为天津跳水队的重点项目。跳台跳水可简化为如下的运动过程,运动员从跳台上斜向上跳起,一段时间后落入水中,如图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.运动员在空中上升过程中处于超重状态
B.运动员在空中运动到最高点时加速度为0
C.运动员在空中上升过程中处于失重状态
D.入水过程中,水对运动员的作用力大于运动员对水的作用力
二.实验题(共3小题)
17.打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题。
(1)打点计时器是一种    的仪器;(填“计时”或者“测位移”)
(2)甲图是    ;(填“电磁打点计时器”或者“电火花打点计时器”)
(3)关于上面两种打点计时器,下列说法中正确的是    ;
A.甲打点计时器使用直流电源,乙计时器使用交流电源
B.甲乙的工作电压分别为8V和220V
C.当电源频率为50Hz时,它们都是每隔0.02s打一个点
D.乙计时器工作时,应先让纸带运动,再接通电源
(4)某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点,其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s,试完成下面问题。
根据纸带上各个测量点间的距离,某同学已将1、2、3、5点对应的时刻的瞬时速度进行计算并填入表中,请你将4点对应的时刻的瞬时速度填入表中。(要求保留3位有效数字)
瞬时速度 v1 v2 v3 v4 v5
数值(m s﹣1) 0.165 0.214 0.263     0.363
18.某兴趣小组,在探究弹力与弹簧伸长量的关系时,进行了如下操作(g=10m/s2):
(1)将弹簧一端固定在倾角为30°的光滑长木板上,如图甲所示,刻度尺固定在弹簧一侧的木板上,弹簧自然悬挂,待弹簧稳定时,长度记为x0;在弹簧末端悬挂一小车,此时弹簧的长度记为x1。
(2)然后在小车上放入不同质量的砝码,依次记下弹簧长度为x2至x7,数据如表所示:
长度代表符号 x0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7
长度数值(cm) 20.00 22.00 23.00 23.55 24.05 24.50 25.05 25.50
砝码质量(g) 100 150 200 250 300 350
则小车的质量   。
(3)根据数据作出图象。若得到如图乙所示的图象,纵轴F代表弹簧受到的弹力,横轴x代表弹簧长度,图象中在横轴上的截距x0代表   。
(4)该弹簧的劲度系数为   N/m(结果保留两位有效数字)。
19.用图1所示的实验装置研究加速度与物体受力、物体质量之间的关系。
(1)研究加速度与物体质量之间的关系的主要实验步骤如下:
a.用天平测出小车的质量m0;
b.安装好实验器材,调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力;
c.在小桶内装砂,用细绳悬挂小桶并绕过滑轮系在小车上,调整细绳方向与木板平行;
d.接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点;断开电源,取下纸带并在纸带上标上编号;
e.保持砂和桶的总质量不变,多次在小车上加放砝码以改变小车的总质量m,并做好记录,重复步骤d;
f.求出每条纸带对应的加速度并填入表中;在坐标纸上建立坐标系,描点作图,以研究加速度与质量的关系。
综合上述实验步骤,请你完成以下任务:
①实验中,需要平衡摩擦力和其它阻力,在此过程中,下列说法正确的是    ;
A.小车后面不能拖纸带
B.系在小车的细绳上不能悬挂小桶
C.打点计时器必须接通电源
②图2所示为实验中得到的一条纸带,纸带上相邻两计数点之间的时间间隔为T=0.10s,由图中数据可计算出小车的加速度a=   m/s2(结果保留2位有效数字);
③若实验中砂和桶的总质量为m′,则从理论分析可得砂和桶的总重力m′g与细绳对小车的拉力F的大小关系为m′g    F(选填“略大于”、“等于”或“略小于”)。
(2)某同学在研究加速度与物体受力之间的关系时改进了实验方案,他用无线力传感器来测量小车受到的拉力。如图3所示,他将无线力传感器和小车固定在一起,将系着砂桶的细绳系在传感器的挂钩上,调整细绳方向与木板平行。请判断在改进后的实验中以下步骤是否还有必要(选填“有必要”或“没必要”)。
步骤 是否有必要
调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力    
控制砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量    
三.计算题(共3小题)
20.如图所示,我国的高速公路出入口收费站都设有ETC通道和人工收费通道,ETC为电子不停车收费系统。现有甲、乙两车都以v1=20m/s的速度沿直线朝着收费站正常行驶,两车与收费站距离相同时都开始刹车做匀减速运动。甲车减速后到达ETC通道口时速度v2=2m/s,然后匀速通过总长度为d的通道,接着再匀加速到速度v3=10m/s时开始正常行驶,已知甲车从开始减速到最后正常行驶过程中的位移为145m,甲车减速和加速过程中的加速度大小均为2m/s2。乙车过人工收费通道,匀减速后恰好在中心线处停止,经25s缴费成功,再以2m/s2的加速度匀加速运动至速度为v3时开始正常行驶。求:
(1)收费站通道总长度d;
(2)乙车匀减速运动过程中的加速度大小;
(3)两车从开始刹车到最后开始正常行驶所用时间之差。
21.如图所示,在亲子活动中,大人用绳子拉着载有小孩的轮胎,沿水平地面匀速运动。已知轮胎与小孩总质量为36kg,绳子拉力大小为200N,方向与水平地面夹角为37°。取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)地面对轮胎的支持力大小;
(2)轮胎与地面间的动摩擦因数。
22.某幼儿园在空地上做了一个滑梯,如图甲所示,可简化为图乙所示模型。其主要结构由倾斜部分AB和水平部分BC组成,中间平滑连接,根据空地的大小,滑梯的倾斜部分水平跨度为2.4m,高1.8m。滑梯和儿童裤料之间的动摩擦因数约为0.4,一质量为15kg的小孩(可看成质点)从滑梯顶部A由静止开始无助力滑下,g取10m/s2。
(1)求小孩在滑梯AB上受到的摩擦力大小;
(2)求小孩滑到B点时的速度大小;
(3)为了使小孩不滑出滑梯,水平部分BC长度至少为多少?
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.【解答】解:A、蚂蚁虽小,但研究蚂蚁爬动的动作或姿态时,蚂蚁的形状不能忽略不计,不能把蚂蚁看成质点,故A错误;
B、研究地球绕太阳公转的周期时,地球大小相对于地球和太阳之间距离来说太小了,完全可以忽略,此时可以看成质点,故B正确;
C、研究沿地面翻滚前进的体操运动员的动作时不能把运动员看成质点,否则没有动作,故C错误;
D、在研究运动员如何才能踢出“香蕉球”时,要明确“踢”的位置,所以不可以把足球看成质点,故D错误;
故选:B。
2.【解答】解:A、“15:11”指上车的时刻,不是时间间隔,故A错误;
B、“00:12:50”是车等待的时间间隔,故B错误;
CD、“11.2公里”是汽车运动的轨迹的长度,是路程,故C错误,D正确。
故选:D。
3.【解答】解:A、“10km”是指全程的长度,故为路程,故A正确;
B、“13:10”是上桥的时刻,故B正确;
C、“8min”是通过全程所用的时间,故C正确;
D、“100km/h”是该桥上行驶时的限速,为瞬时速度,故D错误。
本题选错误的,
故选:D。
4.【解答】解:A、火箭点火启动时,初速度为零,但是下一时刻速度不为零,速度增加,所以加速度不为零,故A错误。
B、加速度是描述速度变化快慢的物理量,轿车紧急刹车,说明速度变化很快,所以加速度很大,故B正确。
C、高速行驶的磁悬浮列车,速度很大,但是完全可以做匀速直线运动,所以加速度也可以为零,故C错误。
D、汽车仪表盘上速度计显示是速度大小,汽车转弯时,速度方向改变,故轿车转弯时速度变,故D错误。
故选:B。
5.【解答】解:AC、由匀变速直线运动的速度位移关系式:,变形为:,
由已知:x=25v2,对比可得:
,25
解得:a=﹣8m/s2,v0=20m/s
可知:刹车过程汽车的加速度大小为8m/s2,t=0时刻汽车的速度大小为20m/s,故AC错误;
B、刹车过程持续的时间:t,故B正确;
D、由B选项的分析结果,可知刹车后2.5s汽车的速度为零,那么刹车后3s的位移大小就等于汽车刹车速度减为零的位移大小,则刹车后3s的位移大小:
,故D错误。
故选:B。
6.【解答】解:A、甲在t1=0时刻开始运动,而乙在t1时刻开始运动,故甲比乙早出发t1时间,故A错误。
B、当t=t2时,两物体到达同一位置相遇,故B正确。
C、x﹣t图象的斜率等于物体运动的速度,由图可知甲沿负向匀速运动,乙沿正向匀速运动,则知当t=t3时,两物体相距最远,故C错误。
D、x﹣t图象的斜率正负表示速度的方向,则甲、乙两物体运动方向反,故D错误。
故选:B。
7.【解答】解:AB、抽成真空前,铁片以及羽毛都受到空气阻力,根据牛顿第二定律可知mg﹣f=ma可知,解得,铁片的阻力相对更小,加速度大,先落地。故A错误,B错误;
CD、抽成真空后,没有空气阻力,羽毛与铁片做自由落体运动,加速度都为g,根据h 可知两者下落时间相同。故C正确,D错误;
故选:C。
8.【解答】解:A、位移既有大小又有方向,运算时遵守平行四边定则,是矢量,故A正确;
BCD、路程、质量和长度只有大小没有方向,运算时遵守代数运算法则,都是标量,故BCD错误。
故选:A。
9.【解答】解:A、只要粗糙的物体间相互挤压,且有相对运动的趋势,则物体间就会有静摩擦力;相对运动的物体是可以受到静摩擦力的,如倾斜传送带上的物体随传送带以共同的速度一起运动的过程中,物体受到的摩擦力为静摩擦力,故A错误;
B、弹簧的弹力F是与弹簧的形变量成正比,而不是与弹簧长度成正比,故B错误;
C、任何物体的重力都是竖直向下的,和物体的运动状态无关,故C正确;
D、滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,故有可能与运动方向相同,故D错误;
故选:C。
10.【解答】解:A、F是外界对物体的作用力,而压力是物体对墙壁的作用力,故二力不是作用在同一个物体上的,不是平衡力,故A错误;
B、物体共受四个力的作用,分别是重力、力F、墙壁对物体的支持力和摩擦力,故B正确;
C、作用力F和墙壁对物体的弹力,是一对平衡力,故C错误;
D、物体受到的是静摩擦力,大小等于物体的重力,与正压力无关,故D错误。
故选:B。
11.【解答】解:A、用质点代替物体,采用的科学方法是建立理想化的物理模型的方法,故A正确;
B、在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,因涉及的物理量多,所以先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,这里运用了控制变量法,故B正确;
C、以时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度,采用了极限思维法,故C正确;
D、在推导匀变速运动的位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,再把各小段位移相加,这里采用微元法,故D错误。
本题选择错误的,
故选:D。
12.【解答】解:设物体恰斜面匀速下滑时所受摩擦力为f,
根据平衡条件有:
mgsinα=f
N=mgcosα
据摩擦力公式f=μN
联立解得:μ=tanα,故C正确,ABD错误。
故选:C。
13.【解答】解:A、小球沿斜面向下运动的过程中,沿斜面的方向受到的支持力与重力垂直于斜面的分力大小相等,方向相反,所以:FN=mgcosθ,随θ的增大,FN减小,根据牛顿第三定律可知,小球对斜面的压力减小,故A错误;
B、对小球,根据牛顿第二定律得:agsinθ可知,随着θ增大,加速度a增大,故B正确;
C、小球沿斜面向下运动的过程中机械能守恒,设斜面的长度为L.则:mgLsinθmv2,所以小球到达底端时的速度:v,可知小球的速度随倾角的增大而增大,故C正确;
D、伽利略将自由落体运动看成倾角为90°的斜面上的运动,再根据小球在斜面上的运动规律得出自由落体的运动规律,这是采用了实验和逻辑推理相结合的方法,故D正确。
本题选择错误的,
故选:A。
14.【解答】解:设向上为正方向,物体的加速度为a,根据牛顿第二定律,有
F+μmgcos30°﹣mgsin30°=ma
代入数据解得a=7.5m/s2
故ACD错误,B正确。
故选:B。
15.【解答】解:物体原来静止,由平衡条件得物体受到的静摩擦力 f=F2﹣F1=13N﹣6N=7N
所以物体所受的最大静摩擦力 fm≥f=7N
若撤去F2,因为 F1<fm,所以物体仍静止不动,加速度为0。
故选:A。
16.【解答】解:AC、起跳以后在空中的上升过程以及下降过程中她的加速度方向向下,所以处于失重状态,故A错误,C正确。
B、运动员初速度方向是倾斜的,所以有水平方向的初速度,因此在最高点时速度并不为零,加速度大小为g,方向竖直向下,故B错误。
D、入水过程中,水对她的作用力和她对水的作用力,因是一对作用力与反作用力,二者大小相等,故D错误。
故选:C。
二.实验题(共3小题)
17.【解答】解:(1)打点计时器是记录时间的仪器;
(2)图甲是电磁打点计时器,图乙是电火花打点计数器;
(3)AB.打点计时器都是使用交流电源的计时仪器,甲的工作电压是8V,乙的工作电压是220V,故A错误,B正确;
C.当电源频率为50Hz时,则打点周期为。
Ts=0.02s
故C正确;
D.无论那种计时器工作时,都是先接通电源再让纸带运动,故D错误。
故选BC;
(4)匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度解得4点对应的时刻的瞬时速度
v4m/s=0.314m/s
故答案为:(1)计时;(2)电磁打点计时器;(3)BC;(4)0.314
18.【解答】解:(2)小车和砝码处于平衡状态,故弹簧受到的拉力等于小车和砝码的重力的分力,即F=mgsinθ,由胡克定律可知,弹簧的弹力与形变量成正比,则有:
,解得:m=0.2kg=200g;
(3)根据胡克定律可知F=k(x﹣x0),故F﹣x图象是一条直线,因此在x轴上的截距表示弹簧的原长;
(4)设弹簧的劲度系数为k,伸长量为△x,每次增加的砝码质量为m′,根据(m+m′)gsin30°=k△x可知,k;代入题表中每一组数据求出对应的劲度系数,则有:
k1N/m=50N/m
k2N/m=50N/m
k3N/m=49N/m
k4N/m=49N/m
k5N/m=50N/m
k6N/m=49.5N/m
k7N/m=50N/m
再求平均值可得:
kN/m≈50N/m。
故答案为:(2)200;(3)弹簧原长;(4)50。
19.【解答】解:(1)①在平衡摩擦力时,系在小车的细绳上不能悬挂小桶,另外,在使用电磁打点计时器时,机械振动打点会产生摩擦力,所以小车后面要拖纸带,并且打点计时器必须接通电源,故BC正确,A错误。
②利用逐差法计算加速度,am/s2≈1.1m/s2。
③对砂和桶,根据牛顿第二定律:m′g﹣F=m′a,由于加速度不为零,故m′g﹣F>0,即砂和桶的总重力m′g与细绳对小车的拉力F的大小关系为m′g略大于F。
(2)改进之后的实验增加了拉力传感器,可以直接测量细绳的拉力,不需要用砂和桶的重力去代替细绳的拉力,也就不需要满足砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量;但为了保证细绳的拉力为小车的合力,必须平衡摩擦力,故调整木板倾角平衡摩擦力和其他阻力是有必要的,但控制砂和桶的总质量应远小于小车和车内砝码的总质量是没有必要的。
故答案为:(1)①BC,②1.1,③略大于;(2)有必要,没必要。
三.计算题(共3小题)
20.【解答】解:(1)根据匀变速直线运动的速度﹣位移公式,得甲车开始减速到达ETC通道口运动的距离:
x甲1m=99m
根据匀变速直线运动的速度﹣位移公式,得甲车通过ETC通道后至开始正常行驶运动的距离:
x甲3m=24m
甲车从开始减速到最后正常行驶过程中的位移为:x0=145m
则收费站通道总长度:d=x0﹣x甲1﹣x甲3=145m﹣99m﹣24m=22m
(2)乙车匀减速运动过程中的位移:x乙1=x甲199mm=110m
根据匀变速直线运动的速度﹣位移公式,得乙车匀减速运动过程中的加速度大小:
a乙m/s2=1.8m/s2
(3)根据匀变速直线运动的速度﹣时间公式,解得甲车匀减速运动时间为:t甲1s=9s
甲车匀速通过ETC通道用时:t甲2s=11s
根据匀变速直线运动的速度﹣时间公式,得甲车通过ETC通道后至开始正常行驶运动时间为:
t甲3s=4s
甲车从开始刹车到最后开始正常行驶总时间:t甲总=t甲1+t甲2+t甲3=9s+11s+4s=24s
乙车匀减速运动,由平均速度公式:x乙1t乙1
代入数据解得乙车匀减速运动的时间为:t乙1=11s
乙车缴费时间:t乙2=25s
根据匀变速直线运动的速度﹣时间公式,得乙车开始加速至正常行驶运动用时:
t乙3s=5s
甲车从开始刹车到最后开始正常行驶所用总时间:t乙总=t乙1+t乙2+t乙3=11s+25s+5s=41s
两车从开始刹车到最后开始正常行驶所用时间之差:△t=t乙总﹣t甲总=41s﹣24s=17s
答:(1)收费站通道总长度d为22m;
(2)乙车匀减速运动过程中的加速度大小为1.8m/s2;
(3)两车从开始刹车到最后开始正常行驶所用时间之差为17s。
21.【解答】解:(1)对小孩和轮胎整体进行受力分析,受到重力、支持力、拉力和摩擦力,如图所示;
设拉力为F,小孩和轮胎质量为m,地面支持力为N,由平衡条件可得:N+Fsin37°=mg
解得:N=240N;
(2)设地面对轮胎的摩擦力大小为f,匀速运动轮胎和小孩整体水平方向合力为零,则:Fcos37°=f
又f=μN
解得μ。
答:(1)地面对轮胎的支持力大小为240N;
(2)轮胎与地面间的动摩擦因数为。
22.【解答】解:(1)设滑梯与斜面的倾角为θ,则tanθ,则θ=37°,
小孩在滑梯上受到的摩擦力为:f=μmgcos37°=0.4×15×10×0.8N=48N;
(2)小孩在斜面上的加速度大小为a,根据牛顿第二定律得:mgsin37°﹣μmgcos37°=ma
解得:a=2.8m/s2
斜面的长度为x,则:xm=3m
根据速度﹣位移关系可得:vB2=2ax
解得:vBm/s≈4.1m/s;
(3)水平方向上减速,加速度大小为a1,根据牛顿第二定律得:μmg=ma1
解得:a1=μg=0.4×10m/s2=4m/s2
根据速度﹣位移关系可得:vB2=2a1x1
解得:x1=2.1m。
答:(1)小孩在滑梯AB上受到的摩擦力大小为48N;
(2)小孩滑到B点时的速度大小为4.1m/s;
(3)为了使小孩不滑出滑梯,水平部分BC长度至少为2.1m。
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