湖南省长沙麓山国际名校2023-2024学年高一上学期第三次适应性测试物理试卷题
1.(2023高一上·长沙月考) 下列说法正确的是( )
A.篮球比赛时,研究运动员的技术动作时可以将其看成质点
B.在标准田径场举行的米比赛中,小杨的成绩为分秒,米是指位移
C.参考系是为了描述运动引入的,所以只能以静止的物体为参考系
D.早上为第一节课,经历分钟,其中指的是时刻
【答案】D
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程;参考系与坐标系
【解析】【解答】A.篮球比赛时,研究运动员的技术动作时,运动员的形状大小不能忽略不计,不能看成质点,A不符合题意;
B.在标准田径场举行的1000米比赛中,1000m指的是运动员实际运动轨迹的长度,是路程,B不符合题意;
C.参考系是为了描述运动引入的,任何物体都可以被选做参考系,但是被选定为参考系的物体要假定为静止,C不符合题意;
D.8:40在时间轴上对应一个点,所以指的是时刻,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据物体可以被看成质点的条件分析;路程是轨迹的实际长度,位移是由起点到末点的有向线段;参考系是为了描述运动引入的,任何物体都可以被选做参考系;时刻在时间轴上对应一个点,时间间隔在时间轴上对应段线段。
2.(2023高一上·长沙月考)如图所示,物体A在水平推力F的作用下靠墙保持静止不动,下列说法正确的是( )
A.物体受到摩擦力的大小与推力F成正比
B.物体受到摩擦力的大小与其重力相等
C.当F增大时,物体所受摩擦力增大
D.当F减小时,物体一定会下滑
【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB.物体静止,墙对物体的静摩擦力与重力平衡,与水平推力无关,即:f=mg,A不符合题意,B符合题意;
C.当F增大时,物体所受最大静摩擦力增大,但物体受的摩擦力仍等于mg,C不符合题意;
D.当F减小时,最大静摩擦力减小,但物体不一定会下滑,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】对物体进行受力分析,在重力、压力、支持力和摩擦力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解即可。
3.(2023高一上·长沙月考)玩具小汽车(看做质点)经过水平桌面上A处时做减速曲线运动,下列关于玩具小汽车运动轨迹、受到的合力F和速度v关系示意图,合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】玩具小汽车正在做减速曲线运动,合外力与速度不共线指向曲线内侧,与速度的夹角大于 ,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】曲线运动的合力指向曲线的凹侧,当合力和速度不在一条直线上时玩具做曲线运动。
4.(2023高一上·长沙月考) 重庆奥陶纪的“蹦极”活动在全国是网红景点,蹦极过程可简化为如题图。某游客身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c点是运动员所到达的最低点,b点是运动员静止地悬吊着时的平衡位置,运动员在从P点落下到最低点c的过程中(不计空气阻力),则( )
A.运动员在ab段作减速运动,处于超重状态
B.在b点,运动员的速度最大,其加速度为零
C.在bc段绳的拉力大于人的重力,运动员处于失重状态
D.在c点,运动员的速度为零,其加速度为零
【答案】B
【知识点】牛顿第二定律;超重与失重
【解析】【解答】运动员从P点运动到a点,做自由落体运动,从a点向b点运动过程中,弹性绳弹力逐渐增大,但一直小于重力,加速度向下,运动员做加速度减小的加速运动,到达b点时,弹力等于重力,加速度等于零,速度达到最大,运动员从b向c运动的过程中,弹性绳的弹力继续增大,合力变为向上,故加速度变为向上并逐渐变大,做加速度增大的减速运动,直至运动到c点速度减为零。
A.由上述分析可知,运动员在ab段做加速运动,加速度向下,处于失重状态,A不符合题意;
B.由上述分析可知,运动员在b点的速度最大,加速度为零,B符合题意;
C.由上述分析可知,运动员在bc段做减速运动,加速度向上,处于超重状态 ,C不符合题意;
D.由上述分析可知,在c点,运动员的速度为零,但此时弹性绳的弹力大于重力,合力大于零,加速度不为零,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】分析运动员运动过程中弹力和重力的关系,得出运动员在各阶段的加速度变化情况和运动性质。
5.(2023高一上·长沙月考) 某物理兴趣小组的同学在研究运动的合成和分解时,驾驶一艘快艇进行了实地演练。如图所示,在宽度一定的河中的O点固定一目标靶,经测量该目标靶距离两岸的最近距离分别为、,水流的速度平行河岸向右,且速度大小为,快艇在静水中的速度大小为。现要求快艇从图示中的下方河岸出发完成以下两个过程:第一个过程以最短的时间运动到目标靶;第二个过程由目标靶以最小的位移运动到图示中的上方河岸,则下列说法不正确的是( )
A.第一个过程快艇的出发点位于M点左侧12m处
B.第一个过程所用的时间约为1.17s
C.第二个过程快艇的船头方向应指向河的上游并与河岸夹角为
D.第二个过程所用的时间为2s
【答案】B
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】AB.第一个过程以最短的时间运动到目标靶,则此时快艇的船头要垂直于河岸,此过程运动的时间为,则此过程中沿河岸运动的位移为,所以第一个过程快艇的出发点位于M点左侧12m处,A符合题意,B不符合题意;
C.第二个过程由目标靶以最小的位移运动到图示中的上方河岸,因为,所以快艇可以到达O点正对岸的N点,快艇的合速度沿ON方向,设快艇的船头方向要与河岸上游方向所成角度为,则根据几何关系有,解得,快艇的合速度为,则第二个过程所用的时间为,CD符合题意。
故答案为:B。
【分析】小船船头垂直于河岸过河,所需时间最短,最短时间等于河宽与船在静水中速度的比值,根据船在沿水速方向的分运动,求出小船出发点的位置;因为,所以快艇可以到达正对岸,合速度与河岸垂直,由几何关系求出第二个过程船头的方向,由合运动求解运动时间。
6.(2023高一上·长沙月考) 如图所示,A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上,物体A的质量为2m,B和C的质量都是m,A、B间的动摩擦因数为μ,B、C间的动摩擦因数为,B和地面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力F,则下列判断正确的是( )
A.若A、B、C三个物体始终相对静止,则力F不能超过
B.若要A、B、C三个物体都相对滑动,则力F至少为
C.当力时,B的加速度为
D.无论力F为何值,B的加速度不会超过
【答案】C
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】A.A与B间的最大静摩擦力的大小为,C与B间的最大静摩擦力的大小为,B与地间的最大静摩擦力的大小为,要使A、B、C都始终相对静止,三者一起向右加速,对A、B、C整体,由牛顿第二定律可得,假设C恰好与B相对不滑动,对C,由牛顿第二定律可得,解得,,设此时A与B间的摩擦力为f,对A,由牛顿第二定律可得F-f=2ma,解得,表明C达到临界时A还没有到达临界,故要使三者始终相对静止,则力F不能超过号,A不符合题意;
B.由以上分析可知,当A相对B滑动时,C早已相对B滑动,当A相对B即将发生滑动时,由牛顿第二定律,对A、B整体,有,对A,有,解得,故当拉力F大于时,B与A相对滑动,因此若要A、B、C三个物体都相对滑动,则力F至少为,B不符合题意;
C.当,A、B、C三个物体都相对滑动,对B,由牛顿第二定律得,解得,C符合题意;
D.根据对C项的分析可知,B的加速度不会超过,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】分别对BC、AB以及整体进行分析,根据牛顿第二定律以及最大静摩擦力的性质确定发生相对滑动的条件,然后根据选项中的限定条件,判断A、B、C是否已经发生相对滑动,再由牛顿第二定律进行相关求解。
7.(2023高一上·长沙月考) 如图所示,一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点P,飞镖抛出时与P在同一竖直面内等高,且距离P点为L。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘以经过盘心O点水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度g,若飞镖恰好击中P点,则( )
A.飞镖击中P点所需的时间为
B.圆盘的半径为
C.圆盘转动角速度的最小值为
D.P点随圆盘转动的线速度可能为
【答案】A,D
【知识点】平抛运动;线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】A.飞镖做平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,可得飞镖击中P点所需的时间为,A符合题意;
B.飞镖击中P点时,P恰好在圆盘最下方,飞镖在竖直方向上做自由落体运动,有,解得圆盘的半径,B不符合题意;
C.飞镖击中P点时,P点应该在圆盘最下方,则P点转过的角度满足,解得圆盘转动角速度为,当k=0时,圆盘转动角速度最小,为,C不符合题意;
D.P点随圆盘转动的线速度为,当k=3时,,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】飞镖做平抛运动,根据水平方向做匀速直线运动和竖直方向做自由落体的的规律,求解飞镖击中P点所需的时间和圆盘的半径;根据P点被击中的位置,由角速度的定义式结合圆盘转动的周期性,求出圆盘转动的角速度,并得到角速度的最小值;根据线速度与角速度的关系式,计算P点随圆盘转动的线速度可能值。
8.(2023高一上·长沙月考) 如图所示,不可伸长的轻绳平行于斜面,一端与质量为m的物块B相连,B与斜面光滑接触。轻绳另一端跨过滑轮与质量为M的物块A连接。A在外力作用下沿竖直杆以速度v1向下匀速运动,物块B始终沿斜面运动且斜面始终静止,当轻绳与杆的夹角为β时,物块B的速度大小为v2。斜面倾角为α,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.
B.
C.轻绳拉力等于
D.斜面受到地面水平向左的摩擦力
【答案】A,D
【知识点】整体法隔离法;牛顿第二定律;运动的合成与分解
【解析】【解答】AB.根据牵连速度规律可知,物块A沿绳方向的速度分量等于B沿斜面上滑的速度,即,则,A符合题意,B不符合题意;
C.由可知,物体A匀速下滑,轻绳与杆的夹角逐渐减小,则B的速度大小逐渐增大,即B在沿斜面向上做加速运动,B的加速度沿斜面向上,根据牛顿第二定律有,可知轻绳拉力一定大于,C不符合题意;
D.以B和斜面整体分析,受整体的重力、地面对斜面的支持力和细绳的拉力,由于细绳的拉力水平方向上有向右的分量,由共点力平衡条件可知,斜面体还要受到水平地面向左的摩擦力作用,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】根据牵连速度规律分析与的比值;根据物体B运动速度的变化情况,由牛顿第二定律分析轻绳拉力与物体B重力的下滑分量之间的关系;以B和斜面整体分析,由共点力平衡条件分析地面对斜面体的摩擦力方向。
9.(2023高一上·长沙月考) 如图所示,粗糙斜面体放置在水平地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N,另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M和斜面体始终保持静止,则在此过程中( )
A.水平拉力的大小先变大后变小
B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D.斜面体与地面间的正压力一定不变
【答案】B,D
【知识点】整体法隔离法;共点力的平衡
【解析】【解答】AB.分析物体N的受力,如图所示,
根据共点力平衡条件可知,拉力F与细绳拉力T的合力一直等于重力,随着细绳与竖直方向的角度增大时,如图中所示,水平拉力和细绳的拉力大小都一直增加,A不符合题意,B符合题意;
C.物块N的质量与物块M的质量大小关系不确定,所以无法确定M开始时受到的摩擦力方向,所以随着细绳拉力的增大,无法确定M所受斜面摩擦力大小变化的情况,C不符合题意;
D.对物体M、N和斜面整体分析,竖直方向只受到整体的重力和地面的支持力,由共点力平衡条件可知,斜面体与地面间的正压力一直等于重力,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】分析N的受力,由共点力平衡条件,应用作图法,分析水平拉力和细绳上拉力的变化情况;因为无法确定M开始受到的摩擦力的方向,所以无法确定随着细绳拉力的变化,摩擦力的变化情况;对物体M、N和斜面整体分析,根据竖直方向上的受力,由共点力平衡条件分析斜面体与地面间的正压力的变化情况。
10.(2023高一上·长沙月考) 如图甲所示,一足够长的传送带倾斜放置,倾角为,以恒定速率顺时针转动。一煤块以初速度从A端冲上传送带,煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示,取,则下列说法正确的是( )
A.倾斜传送带与水平方向夹角的正切值
B.煤块与传送带间的动摩擦因数
C.煤块从最高点下滑到A端所用的时间为
D.煤块在传送带上留下的痕迹长为
【答案】A,B,D
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用;牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】AB.由题图乙可知,在0~1s时间内,煤块沿传送带向上做减速运动,加速度大小为,由牛顿第二定律可得,1s末煤块的速度与传送带共速,在1~2s内,煤块沿传送带继续向上减速直至速度减为零,煤块的加速度大小为,负号表示方向沿传送带向下,由牛顿第二定律可得,联立以上各式,解得,μ=0.25,则有,A符合题意,B符合题意;C.由v-t图像与时间轴所围面积表示位移,可知煤块上升的位移为,由位移时间公式,可得煤块从最高点下滑到A端所用的时间为,C不符合题意;D.传送带的速度为4m/s,在0~1s时间内煤块相对传送带向上运动,则有传送带的位移为,煤块的位移,煤块与传送带的相对位移为,在1~2s时间内传送带相对煤块向上运动,则有传送带的位移,煤块的位移煤块与传送带的相对位移为,因在0~1s时间内煤块相对传送带向上运动,在1~2s时间内传送带相对煤块向上运动,因此在煤块向上运动中,与传送带留下的痕迹长为4m;在2~(2+5)s时间内,传送带向上运动,煤块向下运动,则有煤块在传送带上留下的总痕迹长为,D符合题意。故答案为:ABD。【分析】分析煤块相对传送带的运动过程,0~1s内,煤块的速度大于传送带的速度,煤块受到沿斜面向下的滑动摩擦力,向上做减速运动,速度与传送带相等以后,煤块所受的摩擦力改为向上,继续向上做加速度较小的匀减速运动;根据图象的斜率求出加速度,由牛顿第二定律求斜面的倾角和动摩擦因数。根据图象的“面积”求传送带底端到顶端的距离。根据牛顿第二定律和位移公式结合求出煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间。根据相对位移求解划痕长度。
11.(2023高一上·长沙月考) 某同学用如图1所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)关于实验的要点,下列说法正确的是____。
A.重物的质量应远小于小车的质量
B.平衡摩擦力时小车应挂上重物
C.释放小车之前应先接通电源
D.调节定滑轮的高度使滑轮与小车间的细线与长木板平行
(2)实验中获得一条纸带如图2所示,其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz,则打A点时小车运动的速度大小vA= m/s,小车运动的加速度大小a= m/s2。(计算结果要求保留两位有效数字)
(3)改变悬挂重物的质量,多次重复实验,测得多组加速度a及对应力传感器的示数。作出a-F图像如图3所示,发现图像不过原点,重新实验,为了使作出的图像经过原点,应适当 (选填“增大”或“减小”)长木板的倾角。
(4)做“探究加速度与质量的关系”实验时,正确平衡摩擦力后,保持细线拉力不变,改变小车上砝码的质量m,多次实验,测得多组加速度a及对应小车上砝码的质量m,作出-m图像如图4所示,若图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若要验证牛顿第二定律,则小车的质量为 。
【答案】(1)C;D
(2)0.34;0.39
(3)增大
(4)
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)A.由于小车受到的外力由力传感器测得,因此不需要满足重物的质量远小于小车的质量,A不符合题意;
B.平衡摩擦力时应不挂重物,但小车的尾端应接纸带并从限位孔中穿过,B不符合题意;
C.为使纸带能得到充分利用,应先接通电源再释放小车,C符合题意;
D.调节定滑轮的高度使滑轮与小车间细线与长木板平行,保证细线的拉力等于小车受到的合外力,D符合题意。
故答案为:CD。
(2)相邻计数点间的时间间隔为,根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得打A点时小车运动的速度大小为,根据匀变速直线运动的位移差公式可得,小车运动的加速度大小为。
(3)由图可以看成,小车已经受力拉力作用,但加速度依然为零,说明平衡摩擦力不足或者没有平衡摩擦力,所以应适当增大木板的倾角;
(4)设小车质量为M,对小车和小车上的砝码,由牛顿第二定律可得F=(M+m)a,整理可得,结合图像的纵轴截距和斜率可得,,解得小车的质量为。
【分析】(1)根据实验的原理和注意事项分析;(2)根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,计算打A点时小车运动的速度大小,根据匀变速直线运动的位移差公式,计算小车运动的加速度大小;(3)根据图像分析造成实验误差的原因,做出相应的改善措施;(4)由牛顿第二定律推导的关系式,再结合图像的纵轴截距和斜率,求出小车的质量。
12.(2023高一上·长沙月考)如图甲所示是某种“研究平抛运动”的实验装置,铝制斜槽与电池和电磁铁组成回路,斜槽下端与弹性细金属线只接触不连接。当小球a处于斜槽末端时与小球b离地面的高度相同。
(1)在研究平抛运动的竖直分运动与自由落体运动的关系时,将小球a由斜槽某位置释放,当其经过斜槽末端时弹开金属导线,电路瞬间断开,电磁铁释放小球b,两小球在空中相碰。下列说法错误的是____。
A.释放小球a前应调整斜槽末端水平
B.本实验不能说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
C.本实验说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
D.重复实验时,小球a必须从原来的高度释放
(2)利用该实验装置研究小球a平抛运动的初速度。
①将小球a由斜槽最上端释放,确定好两球碰撞的位置,将其标记在竖直挡板上;
②水平移动电磁铁,改变小球b的位置,将小球a仍由斜槽最上端释放,再次标记碰撞位置;重复以上操作多标记几个碰撞位置;
③根据所标记的碰撞位置,描绘出小球a平抛运动的轨迹。
某次实验描绘出的轨迹如图乙所示,图中O为抛出点,A、B、C三点均在两坐标线交点,所选坐标纸每小格的边长为5cm,重力加速度,则小球a水平飞出时的初速度大小v0= m/s,从A运动到B所需时间t= s,在B点处的瞬时速度的大小为vB= m/s。
【答案】(1)D
(2)2.0;0.1;
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】(1)平抛运动的初速度沿水平方向,所以释放a小球前应调整斜槽末端水平,两球在空中相碰能说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,不能说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,重复实验时,以不同初速度抛出,两球均能相碰,所以a小球不必从原来的高度释放,ABC符合题意,D不符合题意。
故答案为:D。
(2)③A点的坐标为(20cm,5cm),B点的坐标为(40cm,20cm),C点的坐标为(60cm,45cm),OA、AB、BC水平间距相等,所需时间相等,对B点,根据
得
则平抛运动的初速度
B点竖直方向上的分速度为
则B点的瞬时速度
【分析】(1)重复实验时只有保持两个小球下落的高度相等则可以验证其平抛运动分运动为自由落体运动;
(2)利用竖直方向的邻差公式可以求出时间间隔的大小,结合水平方向的位移公式可以求出初速度的大小;利用平均速度公式可以求出B点竖直方向的分速度的大小,结合速度的合成可以求出B点瞬时速度的大小。
13.(2023高一上·长沙月考) 如图甲所示,第一次用水平向右、大小为20N的推力恰好能推着质量的箱子在水平地面上做匀速直线运动。如图乙所示,第二次用方向斜向右上方、大小仍为20N的拉力作用在同一静止的箱子上,的方向与水平方向的夹角。已知箱子与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,,。
(1)求箱子与地面间的动摩擦因数;
(2)求图乙中箱子对地面的压力大小;
(3)通过计算说明第二次箱子是否被拉动。
【答案】(1)解:对题图甲中的箱子受力分析,竖直方向上有
水平方向上有
其中
解得
(2)解:题图乙中箱子的受力分析如图所示
竖直方向上有
根据牛顿第三定律可知箱子对地面的压力大小
解得
(3)解:题图乙中箱子与地面间的最大静摩擦力
箱子受到的拉力在水平方向的分力
由,可知箱子未被拉动。
【知识点】共点力的平衡
【解析】【分析】(1)做出图甲中箱子的受力,由共点力平衡条件求解箱子与地面间的动摩擦因数;(2)做出图甲中箱子的受力,由共点力平衡条件求解地面对箱子的支持力,再由牛顿第三定律求出箱子对地面的压力;(3)根据最大静摩擦力与拉力的水平分量的关系,分析第二次箱子能否被拉动。
14.(2023高一上·长沙月考) 如图所示为歼-15舰载机成功着陆“辽宁号”航母的示意图,设歼-15飞机总质量m=2.0×104kg,g取10m/s2。若歼-15飞机以v0=50m/s的水平速度着陆甲板,所受其他水平阻力(包括空气和摩擦阻力)恒为1.0×105N。
(1)飞机着陆后,若仅受水平阻力作用,航母甲板至少为多长,才能保证飞机不滑到海里;
(2)在阻拦索的作用下,飞机匀减速滑行50m停下,求阻拦索的作用力大小;
(3)飞行员质量为60kg,求飞机对飞行员的作用力。
【答案】(1)解:取飞机着陆后运动方向正,根据牛顿第二定律
解得
由速度位移公式
解得航母甲板至少长度为
(2)解:取飞机着陆后运动方向为正,当时,由匀减速直线运动规律可知
根据牛顿第二定律
代入数据联立解得阻拦索的作用力大小为
(3)解:飞行员质量为对飞行员进行受力分析,飞行员受到飞机的作用力为
代入数据解得
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系;牛顿第二定律
【解析】【分析】(1)由牛顿第二定律求出飞机着陆后的加速度,再由匀变速直线运动位移与速度的关系,求解航母甲板的最小长度;(2)同理,由牛顿第二定律和位移公式,求解阻拦索的作用力大小;(3)分析飞行员受力,由平行四边形定则求解飞机对飞行员的作用力。
15.(2023高一上·长沙月考)2022年第24届冬季奥林匹克运动会在北京和张家口举行,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一,滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成,其场地可以简化为如图甲所示的模型。图乙为简化后的跳台滑雪雪道示意图,段为助滑道和起跳区,段为倾角的着陆坡。运动员从助滑道的起点由静止开始下滑,到达起跳点时,借助设备和技巧,以与水平方向成角(起跳角)的方向起跳,最后落在着陆坡面上的点。已知运动员在点以的速率起跳,轨迹如图,不计一切阻力,重力加速度为。求:
(1)运动员在空中速度最小时的位置与起跳点的距离;
(2)运动员离开着陆坡面的最大距离;
(3)运动员到达点的速度大小。
【答案】(1)解:从O点抛出时的水平速度
竖直速度
运动员在空中速度最小时,则竖直速度减为零,则用时间
水平位移
竖直位移
运动员在空中速度最小时的位置与起跳点的距离
(2)解:沿垂直斜面方向的初速度
离斜面最远时,垂直斜面方向的速度为零,则离斜面的最远距离
(3)解:设OC=L,则从抛出到到达C点,则
解得
则落在坡面上时的竖直速度
水平速度
运动员到达点的速度大小
【知识点】速度的合成与分解;匀变速直线运动基本公式应用;平抛运动
【解析】【分析】(1)运动员做平抛运动,结合平抛运动的规律以及位移的合成得出运动员在空中速度最小时的位置与起跳点的距离;
(2)利用速度的分解以及匀变速直线运动的规律得出运动员离开着陆坡面的最大距离;
(3)利用匀变速直线运动的规律以及速度的合成得出运动员到达点的速度 。
1 / 1湖南省长沙麓山国际名校2023-2024学年高一上学期第三次适应性测试物理试卷题
1.(2023高一上·长沙月考) 下列说法正确的是( )
A.篮球比赛时,研究运动员的技术动作时可以将其看成质点
B.在标准田径场举行的米比赛中,小杨的成绩为分秒,米是指位移
C.参考系是为了描述运动引入的,所以只能以静止的物体为参考系
D.早上为第一节课,经历分钟,其中指的是时刻
2.(2023高一上·长沙月考)如图所示,物体A在水平推力F的作用下靠墙保持静止不动,下列说法正确的是( )
A.物体受到摩擦力的大小与推力F成正比
B.物体受到摩擦力的大小与其重力相等
C.当F增大时,物体所受摩擦力增大
D.当F减小时,物体一定会下滑
3.(2023高一上·长沙月考)玩具小汽车(看做质点)经过水平桌面上A处时做减速曲线运动,下列关于玩具小汽车运动轨迹、受到的合力F和速度v关系示意图,合理的是( )
A. B.
C. D.
4.(2023高一上·长沙月考) 重庆奥陶纪的“蹦极”活动在全国是网红景点,蹦极过程可简化为如题图。某游客身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c点是运动员所到达的最低点,b点是运动员静止地悬吊着时的平衡位置,运动员在从P点落下到最低点c的过程中(不计空气阻力),则( )
A.运动员在ab段作减速运动,处于超重状态
B.在b点,运动员的速度最大,其加速度为零
C.在bc段绳的拉力大于人的重力,运动员处于失重状态
D.在c点,运动员的速度为零,其加速度为零
5.(2023高一上·长沙月考) 某物理兴趣小组的同学在研究运动的合成和分解时,驾驶一艘快艇进行了实地演练。如图所示,在宽度一定的河中的O点固定一目标靶,经测量该目标靶距离两岸的最近距离分别为、,水流的速度平行河岸向右,且速度大小为,快艇在静水中的速度大小为。现要求快艇从图示中的下方河岸出发完成以下两个过程:第一个过程以最短的时间运动到目标靶;第二个过程由目标靶以最小的位移运动到图示中的上方河岸,则下列说法不正确的是( )
A.第一个过程快艇的出发点位于M点左侧12m处
B.第一个过程所用的时间约为1.17s
C.第二个过程快艇的船头方向应指向河的上游并与河岸夹角为
D.第二个过程所用的时间为2s
6.(2023高一上·长沙月考) 如图所示,A、B、C三个物体静止叠放在水平桌面上,物体A的质量为2m,B和C的质量都是m,A、B间的动摩擦因数为μ,B、C间的动摩擦因数为,B和地面间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平向右的拉力F,则下列判断正确的是( )
A.若A、B、C三个物体始终相对静止,则力F不能超过
B.若要A、B、C三个物体都相对滑动,则力F至少为
C.当力时,B的加速度为
D.无论力F为何值,B的加速度不会超过
7.(2023高一上·长沙月考) 如图所示,一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点P,飞镖抛出时与P在同一竖直面内等高,且距离P点为L。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘以经过盘心O点水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度g,若飞镖恰好击中P点,则( )
A.飞镖击中P点所需的时间为
B.圆盘的半径为
C.圆盘转动角速度的最小值为
D.P点随圆盘转动的线速度可能为
8.(2023高一上·长沙月考) 如图所示,不可伸长的轻绳平行于斜面,一端与质量为m的物块B相连,B与斜面光滑接触。轻绳另一端跨过滑轮与质量为M的物块A连接。A在外力作用下沿竖直杆以速度v1向下匀速运动,物块B始终沿斜面运动且斜面始终静止,当轻绳与杆的夹角为β时,物块B的速度大小为v2。斜面倾角为α,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.
B.
C.轻绳拉力等于
D.斜面受到地面水平向左的摩擦力
9.(2023高一上·长沙月考) 如图所示,粗糙斜面体放置在水平地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N,另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M和斜面体始终保持静止,则在此过程中( )
A.水平拉力的大小先变大后变小
B.M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D.斜面体与地面间的正压力一定不变
10.(2023高一上·长沙月考) 如图甲所示,一足够长的传送带倾斜放置,倾角为,以恒定速率顺时针转动。一煤块以初速度从A端冲上传送带,煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示,取,则下列说法正确的是( )
A.倾斜传送带与水平方向夹角的正切值
B.煤块与传送带间的动摩擦因数
C.煤块从最高点下滑到A端所用的时间为
D.煤块在传送带上留下的痕迹长为
11.(2023高一上·长沙月考) 某同学用如图1所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)关于实验的要点,下列说法正确的是____。
A.重物的质量应远小于小车的质量
B.平衡摩擦力时小车应挂上重物
C.释放小车之前应先接通电源
D.调节定滑轮的高度使滑轮与小车间的细线与长木板平行
(2)实验中获得一条纸带如图2所示,其中两相邻计数点间有四个点未画出。已知所用电源的频率为50Hz,则打A点时小车运动的速度大小vA= m/s,小车运动的加速度大小a= m/s2。(计算结果要求保留两位有效数字)
(3)改变悬挂重物的质量,多次重复实验,测得多组加速度a及对应力传感器的示数。作出a-F图像如图3所示,发现图像不过原点,重新实验,为了使作出的图像经过原点,应适当 (选填“增大”或“减小”)长木板的倾角。
(4)做“探究加速度与质量的关系”实验时,正确平衡摩擦力后,保持细线拉力不变,改变小车上砝码的质量m,多次实验,测得多组加速度a及对应小车上砝码的质量m,作出-m图像如图4所示,若图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若要验证牛顿第二定律,则小车的质量为 。
12.(2023高一上·长沙月考)如图甲所示是某种“研究平抛运动”的实验装置,铝制斜槽与电池和电磁铁组成回路,斜槽下端与弹性细金属线只接触不连接。当小球a处于斜槽末端时与小球b离地面的高度相同。
(1)在研究平抛运动的竖直分运动与自由落体运动的关系时,将小球a由斜槽某位置释放,当其经过斜槽末端时弹开金属导线,电路瞬间断开,电磁铁释放小球b,两小球在空中相碰。下列说法错误的是____。
A.释放小球a前应调整斜槽末端水平
B.本实验不能说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
C.本实验说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
D.重复实验时,小球a必须从原来的高度释放
(2)利用该实验装置研究小球a平抛运动的初速度。
①将小球a由斜槽最上端释放,确定好两球碰撞的位置,将其标记在竖直挡板上;
②水平移动电磁铁,改变小球b的位置,将小球a仍由斜槽最上端释放,再次标记碰撞位置;重复以上操作多标记几个碰撞位置;
③根据所标记的碰撞位置,描绘出小球a平抛运动的轨迹。
某次实验描绘出的轨迹如图乙所示,图中O为抛出点,A、B、C三点均在两坐标线交点,所选坐标纸每小格的边长为5cm,重力加速度,则小球a水平飞出时的初速度大小v0= m/s,从A运动到B所需时间t= s,在B点处的瞬时速度的大小为vB= m/s。
13.(2023高一上·长沙月考) 如图甲所示,第一次用水平向右、大小为20N的推力恰好能推着质量的箱子在水平地面上做匀速直线运动。如图乙所示,第二次用方向斜向右上方、大小仍为20N的拉力作用在同一静止的箱子上,的方向与水平方向的夹角。已知箱子与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小,,。
(1)求箱子与地面间的动摩擦因数;
(2)求图乙中箱子对地面的压力大小;
(3)通过计算说明第二次箱子是否被拉动。
14.(2023高一上·长沙月考) 如图所示为歼-15舰载机成功着陆“辽宁号”航母的示意图,设歼-15飞机总质量m=2.0×104kg,g取10m/s2。若歼-15飞机以v0=50m/s的水平速度着陆甲板,所受其他水平阻力(包括空气和摩擦阻力)恒为1.0×105N。
(1)飞机着陆后,若仅受水平阻力作用,航母甲板至少为多长,才能保证飞机不滑到海里;
(2)在阻拦索的作用下,飞机匀减速滑行50m停下,求阻拦索的作用力大小;
(3)飞行员质量为60kg,求飞机对飞行员的作用力。
15.(2023高一上·长沙月考)2022年第24届冬季奥林匹克运动会在北京和张家口举行,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一,滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成,其场地可以简化为如图甲所示的模型。图乙为简化后的跳台滑雪雪道示意图,段为助滑道和起跳区,段为倾角的着陆坡。运动员从助滑道的起点由静止开始下滑,到达起跳点时,借助设备和技巧,以与水平方向成角(起跳角)的方向起跳,最后落在着陆坡面上的点。已知运动员在点以的速率起跳,轨迹如图,不计一切阻力,重力加速度为。求:
(1)运动员在空中速度最小时的位置与起跳点的距离;
(2)运动员离开着陆坡面的最大距离;
(3)运动员到达点的速度大小。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】质点;时间与时刻;位移与路程;参考系与坐标系
【解析】【解答】A.篮球比赛时,研究运动员的技术动作时,运动员的形状大小不能忽略不计,不能看成质点,A不符合题意;
B.在标准田径场举行的1000米比赛中,1000m指的是运动员实际运动轨迹的长度,是路程,B不符合题意;
C.参考系是为了描述运动引入的,任何物体都可以被选做参考系,但是被选定为参考系的物体要假定为静止,C不符合题意;
D.8:40在时间轴上对应一个点,所以指的是时刻,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据物体可以被看成质点的条件分析;路程是轨迹的实际长度,位移是由起点到末点的有向线段;参考系是为了描述运动引入的,任何物体都可以被选做参考系;时刻在时间轴上对应一个点,时间间隔在时间轴上对应段线段。
2.【答案】B
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】AB.物体静止,墙对物体的静摩擦力与重力平衡,与水平推力无关,即:f=mg,A不符合题意,B符合题意;
C.当F增大时,物体所受最大静摩擦力增大,但物体受的摩擦力仍等于mg,C不符合题意;
D.当F减小时,最大静摩擦力减小,但物体不一定会下滑,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】对物体进行受力分析,在重力、压力、支持力和摩擦力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解即可。
3.【答案】B
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】玩具小汽车正在做减速曲线运动,合外力与速度不共线指向曲线内侧,与速度的夹角大于 ,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】曲线运动的合力指向曲线的凹侧,当合力和速度不在一条直线上时玩具做曲线运动。
4.【答案】B
【知识点】牛顿第二定律;超重与失重
【解析】【解答】运动员从P点运动到a点,做自由落体运动,从a点向b点运动过程中,弹性绳弹力逐渐增大,但一直小于重力,加速度向下,运动员做加速度减小的加速运动,到达b点时,弹力等于重力,加速度等于零,速度达到最大,运动员从b向c运动的过程中,弹性绳的弹力继续增大,合力变为向上,故加速度变为向上并逐渐变大,做加速度增大的减速运动,直至运动到c点速度减为零。
A.由上述分析可知,运动员在ab段做加速运动,加速度向下,处于失重状态,A不符合题意;
B.由上述分析可知,运动员在b点的速度最大,加速度为零,B符合题意;
C.由上述分析可知,运动员在bc段做减速运动,加速度向上,处于超重状态 ,C不符合题意;
D.由上述分析可知,在c点,运动员的速度为零,但此时弹性绳的弹力大于重力,合力大于零,加速度不为零,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】分析运动员运动过程中弹力和重力的关系,得出运动员在各阶段的加速度变化情况和运动性质。
5.【答案】B
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】AB.第一个过程以最短的时间运动到目标靶,则此时快艇的船头要垂直于河岸,此过程运动的时间为,则此过程中沿河岸运动的位移为,所以第一个过程快艇的出发点位于M点左侧12m处,A符合题意,B不符合题意;
C.第二个过程由目标靶以最小的位移运动到图示中的上方河岸,因为,所以快艇可以到达O点正对岸的N点,快艇的合速度沿ON方向,设快艇的船头方向要与河岸上游方向所成角度为,则根据几何关系有,解得,快艇的合速度为,则第二个过程所用的时间为,CD符合题意。
故答案为:B。
【分析】小船船头垂直于河岸过河,所需时间最短,最短时间等于河宽与船在静水中速度的比值,根据船在沿水速方向的分运动,求出小船出发点的位置;因为,所以快艇可以到达正对岸,合速度与河岸垂直,由几何关系求出第二个过程船头的方向,由合运动求解运动时间。
6.【答案】C
【知识点】牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【解答】A.A与B间的最大静摩擦力的大小为,C与B间的最大静摩擦力的大小为,B与地间的最大静摩擦力的大小为,要使A、B、C都始终相对静止,三者一起向右加速,对A、B、C整体,由牛顿第二定律可得,假设C恰好与B相对不滑动,对C,由牛顿第二定律可得,解得,,设此时A与B间的摩擦力为f,对A,由牛顿第二定律可得F-f=2ma,解得,表明C达到临界时A还没有到达临界,故要使三者始终相对静止,则力F不能超过号,A不符合题意;
B.由以上分析可知,当A相对B滑动时,C早已相对B滑动,当A相对B即将发生滑动时,由牛顿第二定律,对A、B整体,有,对A,有,解得,故当拉力F大于时,B与A相对滑动,因此若要A、B、C三个物体都相对滑动,则力F至少为,B不符合题意;
C.当,A、B、C三个物体都相对滑动,对B,由牛顿第二定律得,解得,C符合题意;
D.根据对C项的分析可知,B的加速度不会超过,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】分别对BC、AB以及整体进行分析,根据牛顿第二定律以及最大静摩擦力的性质确定发生相对滑动的条件,然后根据选项中的限定条件,判断A、B、C是否已经发生相对滑动,再由牛顿第二定律进行相关求解。
7.【答案】A,D
【知识点】平抛运动;线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】A.飞镖做平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,可得飞镖击中P点所需的时间为,A符合题意;
B.飞镖击中P点时,P恰好在圆盘最下方,飞镖在竖直方向上做自由落体运动,有,解得圆盘的半径,B不符合题意;
C.飞镖击中P点时,P点应该在圆盘最下方,则P点转过的角度满足,解得圆盘转动角速度为,当k=0时,圆盘转动角速度最小,为,C不符合题意;
D.P点随圆盘转动的线速度为,当k=3时,,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】飞镖做平抛运动,根据水平方向做匀速直线运动和竖直方向做自由落体的的规律,求解飞镖击中P点所需的时间和圆盘的半径;根据P点被击中的位置,由角速度的定义式结合圆盘转动的周期性,求出圆盘转动的角速度,并得到角速度的最小值;根据线速度与角速度的关系式,计算P点随圆盘转动的线速度可能值。
8.【答案】A,D
【知识点】整体法隔离法;牛顿第二定律;运动的合成与分解
【解析】【解答】AB.根据牵连速度规律可知,物块A沿绳方向的速度分量等于B沿斜面上滑的速度,即,则,A符合题意,B不符合题意;
C.由可知,物体A匀速下滑,轻绳与杆的夹角逐渐减小,则B的速度大小逐渐增大,即B在沿斜面向上做加速运动,B的加速度沿斜面向上,根据牛顿第二定律有,可知轻绳拉力一定大于,C不符合题意;
D.以B和斜面整体分析,受整体的重力、地面对斜面的支持力和细绳的拉力,由于细绳的拉力水平方向上有向右的分量,由共点力平衡条件可知,斜面体还要受到水平地面向左的摩擦力作用,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】根据牵连速度规律分析与的比值;根据物体B运动速度的变化情况,由牛顿第二定律分析轻绳拉力与物体B重力的下滑分量之间的关系;以B和斜面整体分析,由共点力平衡条件分析地面对斜面体的摩擦力方向。
9.【答案】B,D
【知识点】整体法隔离法;共点力的平衡
【解析】【解答】AB.分析物体N的受力,如图所示,
根据共点力平衡条件可知,拉力F与细绳拉力T的合力一直等于重力,随着细绳与竖直方向的角度增大时,如图中所示,水平拉力和细绳的拉力大小都一直增加,A不符合题意,B符合题意;
C.物块N的质量与物块M的质量大小关系不确定,所以无法确定M开始时受到的摩擦力方向,所以随着细绳拉力的增大,无法确定M所受斜面摩擦力大小变化的情况,C不符合题意;
D.对物体M、N和斜面整体分析,竖直方向只受到整体的重力和地面的支持力,由共点力平衡条件可知,斜面体与地面间的正压力一直等于重力,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】分析N的受力,由共点力平衡条件,应用作图法,分析水平拉力和细绳上拉力的变化情况;因为无法确定M开始受到的摩擦力的方向,所以无法确定随着细绳拉力的变化,摩擦力的变化情况;对物体M、N和斜面整体分析,根据竖直方向上的受力,由共点力平衡条件分析斜面体与地面间的正压力的变化情况。
10.【答案】A,B,D
【知识点】匀变速直线运动规律的综合运用;牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】AB.由题图乙可知,在0~1s时间内,煤块沿传送带向上做减速运动,加速度大小为,由牛顿第二定律可得,1s末煤块的速度与传送带共速,在1~2s内,煤块沿传送带继续向上减速直至速度减为零,煤块的加速度大小为,负号表示方向沿传送带向下,由牛顿第二定律可得,联立以上各式,解得,μ=0.25,则有,A符合题意,B符合题意;C.由v-t图像与时间轴所围面积表示位移,可知煤块上升的位移为,由位移时间公式,可得煤块从最高点下滑到A端所用的时间为,C不符合题意;D.传送带的速度为4m/s,在0~1s时间内煤块相对传送带向上运动,则有传送带的位移为,煤块的位移,煤块与传送带的相对位移为,在1~2s时间内传送带相对煤块向上运动,则有传送带的位移,煤块的位移煤块与传送带的相对位移为,因在0~1s时间内煤块相对传送带向上运动,在1~2s时间内传送带相对煤块向上运动,因此在煤块向上运动中,与传送带留下的痕迹长为4m;在2~(2+5)s时间内,传送带向上运动,煤块向下运动,则有煤块在传送带上留下的总痕迹长为,D符合题意。故答案为:ABD。【分析】分析煤块相对传送带的运动过程,0~1s内,煤块的速度大于传送带的速度,煤块受到沿斜面向下的滑动摩擦力,向上做减速运动,速度与传送带相等以后,煤块所受的摩擦力改为向上,继续向上做加速度较小的匀减速运动;根据图象的斜率求出加速度,由牛顿第二定律求斜面的倾角和动摩擦因数。根据图象的“面积”求传送带底端到顶端的距离。根据牛顿第二定律和位移公式结合求出煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间。根据相对位移求解划痕长度。
11.【答案】(1)C;D
(2)0.34;0.39
(3)增大
(4)
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)A.由于小车受到的外力由力传感器测得,因此不需要满足重物的质量远小于小车的质量,A不符合题意;
B.平衡摩擦力时应不挂重物,但小车的尾端应接纸带并从限位孔中穿过,B不符合题意;
C.为使纸带能得到充分利用,应先接通电源再释放小车,C符合题意;
D.调节定滑轮的高度使滑轮与小车间细线与长木板平行,保证细线的拉力等于小车受到的合外力,D符合题意。
故答案为:CD。
(2)相邻计数点间的时间间隔为,根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,可得打A点时小车运动的速度大小为,根据匀变速直线运动的位移差公式可得,小车运动的加速度大小为。
(3)由图可以看成,小车已经受力拉力作用,但加速度依然为零,说明平衡摩擦力不足或者没有平衡摩擦力,所以应适当增大木板的倾角;
(4)设小车质量为M,对小车和小车上的砝码,由牛顿第二定律可得F=(M+m)a,整理可得,结合图像的纵轴截距和斜率可得,,解得小车的质量为。
【分析】(1)根据实验的原理和注意事项分析;(2)根据匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,计算打A点时小车运动的速度大小,根据匀变速直线运动的位移差公式,计算小车运动的加速度大小;(3)根据图像分析造成实验误差的原因,做出相应的改善措施;(4)由牛顿第二定律推导的关系式,再结合图像的纵轴截距和斜率,求出小车的质量。
12.【答案】(1)D
(2)2.0;0.1;
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】(1)平抛运动的初速度沿水平方向,所以释放a小球前应调整斜槽末端水平,两球在空中相碰能说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,不能说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,重复实验时,以不同初速度抛出,两球均能相碰,所以a小球不必从原来的高度释放,ABC符合题意,D不符合题意。
故答案为:D。
(2)③A点的坐标为(20cm,5cm),B点的坐标为(40cm,20cm),C点的坐标为(60cm,45cm),OA、AB、BC水平间距相等,所需时间相等,对B点,根据
得
则平抛运动的初速度
B点竖直方向上的分速度为
则B点的瞬时速度
【分析】(1)重复实验时只有保持两个小球下落的高度相等则可以验证其平抛运动分运动为自由落体运动;
(2)利用竖直方向的邻差公式可以求出时间间隔的大小,结合水平方向的位移公式可以求出初速度的大小;利用平均速度公式可以求出B点竖直方向的分速度的大小,结合速度的合成可以求出B点瞬时速度的大小。
13.【答案】(1)解:对题图甲中的箱子受力分析,竖直方向上有
水平方向上有
其中
解得
(2)解:题图乙中箱子的受力分析如图所示
竖直方向上有
根据牛顿第三定律可知箱子对地面的压力大小
解得
(3)解:题图乙中箱子与地面间的最大静摩擦力
箱子受到的拉力在水平方向的分力
由,可知箱子未被拉动。
【知识点】共点力的平衡
【解析】【分析】(1)做出图甲中箱子的受力,由共点力平衡条件求解箱子与地面间的动摩擦因数;(2)做出图甲中箱子的受力,由共点力平衡条件求解地面对箱子的支持力,再由牛顿第三定律求出箱子对地面的压力;(3)根据最大静摩擦力与拉力的水平分量的关系,分析第二次箱子能否被拉动。
14.【答案】(1)解:取飞机着陆后运动方向正,根据牛顿第二定律
解得
由速度位移公式
解得航母甲板至少长度为
(2)解:取飞机着陆后运动方向为正,当时,由匀减速直线运动规律可知
根据牛顿第二定律
代入数据联立解得阻拦索的作用力大小为
(3)解:飞行员质量为对飞行员进行受力分析,飞行员受到飞机的作用力为
代入数据解得
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系;牛顿第二定律
【解析】【分析】(1)由牛顿第二定律求出飞机着陆后的加速度,再由匀变速直线运动位移与速度的关系,求解航母甲板的最小长度;(2)同理,由牛顿第二定律和位移公式,求解阻拦索的作用力大小;(3)分析飞行员受力,由平行四边形定则求解飞机对飞行员的作用力。
15.【答案】(1)解:从O点抛出时的水平速度
竖直速度
运动员在空中速度最小时,则竖直速度减为零,则用时间
水平位移
竖直位移
运动员在空中速度最小时的位置与起跳点的距离
(2)解:沿垂直斜面方向的初速度
离斜面最远时,垂直斜面方向的速度为零,则离斜面的最远距离
(3)解:设OC=L,则从抛出到到达C点,则
解得
则落在坡面上时的竖直速度
水平速度
运动员到达点的速度大小
【知识点】速度的合成与分解;匀变速直线运动基本公式应用;平抛运动
【解析】【分析】(1)运动员做平抛运动,结合平抛运动的规律以及位移的合成得出运动员在空中速度最小时的位置与起跳点的距离;
(2)利用速度的分解以及匀变速直线运动的规律得出运动员离开着陆坡面的最大距离;
(3)利用匀变速直线运动的规律以及速度的合成得出运动员到达点的速度 。
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