tceic.com
学霸学习网 这下你爽了
赞助商链接
当前位置:首页 >> 理化生 >>

浙江省杭州市(含周边)重点中学2016届高三上学期期中联考物理试卷(解析版)


浙江省杭州市(含周边)重点中学 2016 届高三上学期期中联考物理试卷
一、单项选择题(每题 3 分,共 30 分) 1.请用学过的物理知识判断,下列说法正确的是( ) A.四种基本相互作用是指:重力、弹力、电场力、磁场力 B.地面上的物体具有的重力势能是物体和地球共有的 C.做圆周运动的物体受到的合外力一定指向圆心 D.从台球与台球桌边碰撞立即被反向弹回现象说明运动物体的速度可以瞬间反向 2.如图所示,质量分别为 M 和 m 的两个小球静止置于高低不同的两个平台上,a、b、c 分 别为不同高度的参考平面,下列说法正确的是( )

A.若以 c 为参考平面,M 的机械能大 B.若以 b 为参考平面,M 的机械能大 C.若以 a 为参考平面,m 的机械能大 D.无论如何选择参考平面,总是 M 的机械能大 3.如图所示,在粗糙水平面上放置 A、B、C、D 四个小物块,各小物块之间由四根完全相 同的轻弹簧相互连接,正好组成一个菱形,∠BAD=120°,整个系统保持静止状态.已知 A 物块所受的摩擦力大小为 f,则 D 物块所受的摩擦力大小为( )

A.

f B.f

C.

f D.2 f

4.一个系统的机械能增大,究其原因,下列推测正确的是( A.可能是重力对系统做了功 B.一定是合外力对系统做了功 C.一定是系统克服合外力做了功 D.可能是摩擦力对系统做了功



5.如图所示,D、E、F、G、为地面上间距相等的四点,三个质量相等的小球 A、B、C 分 别在 E、F、G 的正上方不同高度处,以相同的初速度水平向左抛出,最后均落在 D 点.若 不计空气阻力,则可判断 A、B、C 三个小球( )

A.初始离地面的高度比为 1:2:3 B.落地时的速度大小之比为 1:2:3 C.落地时重力的瞬时功率之比为 1:2:3 D.从抛出到落地的过程中,动能的变化量之比为 1:2:3 6. (3 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图所示,一个质量为 m 的小滑块静止于倾角为 30°的 粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的 P 点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向 的夹角为 30°,重力加速度为 g,则( )

A.滑块受到四个力作用 B.弹簧一定处于压缩状态 C.斜面对滑块的支持力大小不可能为零 D.斜面对滑块的摩擦力大小可能等于 mg 7. (3 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图甲为某滑雪场运动滑道示意图,由斜道 AB 与水平 轨道 BC 组成,假设滑板与轨道间粗糙情 况相同,不计斜面与水平面间接触处能量损失.在 某次滑雪时,运动员从斜道上最高点 A 从静止开始下滑最终停止于水平轨道上的 P 点.现将 斜轨道(滑板与轨道间粗糙情况与甲完全相同)改为图乙(AB 轨道仍为斜面,但斜面部分 更长)和图丙(AB 轨道为四分之一圆弧) ,两种情况水平部分轨道相同,让运动员同样从轨 道最点 A 静止下滑,则关于运动员最终停止的位置,下列说法中正确的是( )

A.图乙将停于 P 点前面某处 C.图乙将停于 P 点后面某处

B.图丙将停于 P 点前面某处 D.图丙将停于 P 点处

8. (3 分) (2015?赫山区校级三模)太极球是广大市民中较流行的一种健身器材.将太极球 简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运 动,且在运动到图中的 A、B、C、D 位置时球与板间无相对运动趋势.A 为圆周的最高点, C 为最低点,B、D 与圆心 O 等高.球的质量为 m,重力加速度为 g,则( )

A.在 C 处板对球所需施加的力比 A 处大 6mg B.球在运动过程中机械能守恒 C.球在最低点 C 的速度最小值为 D.板在 B 处与水平方向倾斜角 θ 随速度的增大而减小 9. (3 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图,一竖直放置的轻弹簧下端固定于桌面,现将一物 块放于弹簧上同时对物块施加一竖直向下的外力,并使系统静止,若将外力突然撤去,则物 块在第一次到达最高点前的速度﹣时间图象(图中实线)可能是图中的( )

A.

B.

C.

D. 10. (3 分) (2014?淮安四模)如图所示,在光滑的水平面上有一质量为 M、倾角为 θ 的光滑 斜面,一质量为 m 的物块从斜面上由静止下滑.下面给出的物块在下滑过程中对斜面压力大 小 FN 的四个表达式中,只有一个是正确的,你可能不会求解,但是你可以通过分析,对下 列表达式做出合理的判断.根据你的判断,合理的表达式应为( )

A.

B.

C.

D.

二、选择题(题中所给的四个选项中至少一个正确,全对得 4 分,漏选得 2 分,错选得 0 分, 共 20 分) 11. (4 分) (2015 秋?杭州校级期中)某物理兴趣小组用加速度传感器探究一个质量为 m 的 物体从静止开始作直线运动的情况, 得到加速度随时间变化的情况如图所示, 由图可得 ( )

A.物体先做加速运动,再做减速运动,最后做匀速运动 B.物体在 t=10s 时速度为 3.4m/s C.物体在 4~6s 内的平均速度为 1.7m/s D.物体在 t=2s 与 t=8s 时所受合外力大小相等,方向相同 12. (4 分) (2015 秋?杭州校级期中)2015 年 7 月 18 日,极具观赏性的世界悬崖跳水赛在葡 萄牙亚速尔群岛成功举办.选手们从悬崖上一跃而下,惊险刺激的场景令观众大呼过瘾.如 图所示, 为一选手从距离水面高为 20 米的悬崖上跳下, 选手受到的空气阻力跟速度成正比 (g 2 取 10m/s ) ,则以下说法正确的是( )

A.选手在空中作匀加速运动 B.选手从开始跳下到入水的时间大于 2 秒 C.选手在空中下落过程合力做正功,入水后合力做负功 D.选手在空中下落过程机械能增大,入水后机械能减小 13. (4 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图甲所示为一斜面 AC,长为 L,B 为 AC 的中点, 其中 AB 部分斜面光滑,BC 部分斜面粗糙. 现将一小物体(可视为质点)在恒定外力 F 的 作用下从斜面最低点 A 向上运动,运动到 C 点的总时间为 t0 图乙是物体沿斜面上升的动能 EK 与沿斜面运动位移的关系图象,则下列关于物体速度 v 与时间 t 加速度大小 a 与位移 x、 加速度大小 a 与时间 t 及机械能 E 与位移 x 变化关系可能正确的是( )

A.

B.

C.

D. 14. (4 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图所示,物体 A 在斜面 B 上匀速下滑,斜面体 B 静 止不动. 若某时刻给 A 施加一个水平向右的恒力, 则在 A 下滑过程中关于斜面体的受力情况 分析正确的是( )

A.地面摩擦力为零 B.地面摩擦力方向水平向左 C.地面支持力大小不变 D.地面支持力变大 15. (4 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图所示,小物块从距 A 点高度 h 处自由下落,并从 A 点沿切线方向进入半径为 R 的四分之一圆弧轨道 AB,经过最低点 B 后又进入半径为的半 圆弧轨道 BC,图中 C 点为轨道最高点,O 为半圆弧轨道 BC 的圆心,两轨道均光滑且在最 低点相切,重力加速度为 g.则以下说法正确的是( )

A.若物块能从轨道 BC 的最高点 C 飞出,则下落的高度 h 可能为 B.若已知下落高度 h=R,则可求出物块打到轨道 AB 上的速度大小 C.释放的高度越高,在轨道 BC 的最高点 C 和最低点 B 的压力差越大 D.若物块从最高点 C 飞出后,碰到轨道 AB 上的速度方向不可能与过碰撞点的轨道切线垂 直

三、实验题(每空格 2 分,共 20 分) 16. (10 分) (2015 秋?杭州校级期中)在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中,某同学 将实验器材组装后,如图所示为释放小车前瞬间的情景. (甲图为实际拍摄图,乙图为相应的 简图) (1)在接通电源进行实验之前,请你指出图中的错误或不妥之处(写出两处即可) :

(2)为更好完成本实验,必须先平衡摩擦力.其目的是: . (3)改正实验装置后,该同学顺利地完成了实验.图丙是他在实验中得到的一条纸带,图中 相邻两计数点之间的时间间隔为 0.1s,由图中的数据可算得小车的加速度 a 为 2 m/s , 当打点计时器打下 C 点时, 小车的速度 vC 为 m/s (结果取两位有效数字) . 17. (10 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数 学家和 物理学家阿特伍德(G?Atwood1746﹣1807)创制的 一种著名力学实验装置,用来研究匀变 速直线运动的规 律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示. (1)实验时,该同学进行了如下步骤:①将质量均为 M(A 的含挡光片、B 的含挂钩)的 重物用 绳连接后, 跨放在定滑轮上, 处于静止状态, 测量出 (填“A 的上表面”、 “A 的下表面”或“挡光片中心”甲到光电门中心的竖直距离 h. ②在 B 的下端挂上质量为 m 的物块 C,让系统(重物 A、B 以及物块 C)中的物体由静止 开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为△ t. ③测出挡光片的宽度 d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律. (2) 如果系统 (重物 A、 B 以及物块 C) 的机械能守恒, 应满足的关系式为 (已 知重力加速度为 g) (3)引起该实验系统误差的原因有 (写一条即可) . (4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物 A、B 以及物块 C)的机械能守 恒,不断增大物块 C 的质量 m,重物 B 的加速度 a 也将不断增大,那么 a 与 m 之间有怎样 的定量关系?a 随 m 增大会趋于一个什么值?请你帮该同学解决: ①写出 a 与 m 之间的关系式: (还要用到 M 和 g) ; ②a 的值会趋近于 .

四、计算题(每小题 10 分,共 30 分) 18. (10 分) (2015 秋?杭州校级期中)某同学骑自行车沿一倾角为 θ 的斜坡从坡底沿斜坡匀 速向上行驶,后轮转动 N 圈时到坡顶(其间该同学不间断地匀速蹬) ,所用时间为 t,已知自 行车和人的总质量为 m,轮盘的半径为 R1,飞轮的半径为 R2,车后车轮的半径为 R3,重力 加速度为 g,上坡过程中斜坡及空气作用于自行车与人的阻力大小为 f,车轮与坡面接触处都 无打滑,不计自行车内部各部件之间因相对运动而消耗的能量.斜坡足够长,求: (1)自行车匀速行驶的速度 v; (2)该同学沿坡向上匀速行驶过程中消耗的平均功率 P; (3)该过程中自行车轮盘转动的圈数.

19. (10 分) (2015 秋?杭州校级期中)一个弹簧放在水平地面上,Q 为轻弹簧上端连在一起 的秤盘,P 为重物,已知 P 的质量 M=10.5kg,Q 的质量 m=1.5kg,弹簧的质量不计,劲度系 数 k=800N/m,系统处于静止.如图所示,现给 P 施加一个方向竖直向上的力 F,使 PQ 一起 2 从静止开始向上做匀加速运动,已知在匀加速阶段 F 的最大值为 168N. (取 g=10m/s ) 求: (1)匀加速阶段的加速度; (2)Q 做匀加速运动的时间; (3)拉力 F 的最小值.

20. (10 分) (2015?浙江模拟)如图所示,质量为 m 的小物块放在长直水平面上,用水平细 线紧绕在半径为 R、质量为 2m 的薄壁圆筒上.t=0 时刻,圆筒在电动机带动下由静止开始绕 竖直中心轴转动,转动中角速度满足 ω=β1t(β1 为已知常数) ,物块和地面之间动摩擦因数为 μ.求: (1)物块做何种运动?请说明理由. (2)物块运动中受到的拉力. (3)从开始运动至 t=t1 时刻,电动机做了多少功? (4)若当圆筒角速度达到 ω0 时,使其减速转动,并以此时刻为 t=0,且角速度满足 ω=ω0﹣ β2t(式中 ω0、β2 均为已知) ,则减速多长时间后小物块停止运动?

2015-2016 学年浙江省杭州市(含周边)重点中学联考高 三(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析

一、单项选择题(每题 3 分,共 30 分) 1. (3 分) (2015 秋?杭州校级期中)请用学过的物理知识判断,下列说法正确的是( ) A.四种基本相互作用是指:重力、弹力、电场力、磁场力 B.地面上的物体具有的重力势能是物体和地球共有的 C.做圆周运动的物体受到的合外力一定指向圆心 D.从台球与台球桌边碰撞立即被反向弹回现象说明运动物体的速度可以瞬间反向 【考点】重力势能;力的概念及其矢量性;匀速圆周运动. 【专题】定性思想;推理法;守恒定律在近代物理中的应用. 【分析】自然界有四种基本的作用力:万有引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱 相互作用; 重力势能是物体和地球共有的; 只有做匀速圆周运动的物体受到的合外力一定指向圆心; 根据△ v=at 可知速度的变化需要一定的时间. 【解答】解:A、自然界有四种基本的相互作用力:万有引力相互作用、电磁相互作用、强 相互作用和弱相互作用.故 A 错误. B、地面上的物体具有的重力势能是和地球共有的.故 B 正确. C、做圆周运动的物体受到的合外力不一定指向圆心,只有做匀速圆周运动的物体受到的合 外力一定指向圆心;故 C 错误; D、根据△ v=at 可知速度的变化需要一定的时间,台球与台球桌边碰撞立即被反向弹回现象 仅仅是时间比较短而已;故 D 错误; 故选:B. 【点评】本题考查基本相互作用、重力势能、向心力以及速度变化;要注意明确各种物理现 象在生产生活中的应用,特别是在物理学习中的一些小细节.
.

2. (3 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图所示,质量分别为 M 和 m 的两个小球静止置于高 低不同的两个平台上,a、b、c 分别为不同高度的参考平面,下列说法正确的是( )

A.若以 c 为参考平面,M 的机械能大 B.若以 b 为参考平面,M 的机械能大 C.若以 a 为参考平面,m 的机械能大 D.无论如何选择参考平面,总是 M 的机械能大 【考点】机械能守恒定律;重力势能. 【专题】定性思想;推理法;机械能守恒定律应用专题. 【分析】机械能等于动能与重力势能之和.重力势能的计算式是 EP=mgh,h 是物体相对于参 考平面的高度,若物体位于参考平面下方,重力势能为负值.
.

【解答】解:两个小球均静止,没有动能,机械能就等于它们具有的重力势能. A、若以 c 为参考平面,M、m 的机械能分别为:EPM=MghM,EPm=mghm,hM>hm,但由于 两个物体的质量关系未知,所以不能比较机械能的大小,故 A 错误. B、若以 b 为参考平面,M 的机械能为零,m 的机械能为负值,所以 M 的机械能大,故 B 正 确. C、若以 a 为参考平面,M、m 的机械能分别为:EPM=﹣MghM,EPm=﹣mghm,hM、hm 是两 个物体相对 a 所在水平面的高度,hM<hm,但由于两个物体的质量关系未知,所以不能比较 机械能的大小,故 C 错误. D、由于两个物体的质量关系未知,m 的机械能也可能大于 M 的机械能.故 D 错误. 故选:B 【点评】解决本题关键掌握重力势能的计算式 EP=mgh,理解重力势能的相对性,知道 h 是 物体相对于参考平面的高度. 3. (3 分) (2014?济南一模)如图所示,在粗糙水平面上放置 A、B、C、D 四个小物块,各 小物块之间由四根完全相同的轻弹簧相互连接,正好组成一个菱形,∠BAD=120°,整个系统 保持静止状态.已知 A 物块所受的摩擦力大小为 f,则 D 物块所受的摩擦力大小为( )

A.

f B.f

C.

f D.2 f
.

【考点】摩擦力的判断与计算;共点力平衡的条件及其应用. 【专题】摩擦力专题. 【分析】物体在水平面上受弹簧弹力和静摩擦力平衡,根据力的合成方法求解弹簧的弹力. 【解答】解:已知 A 物块所受的摩擦力大小为 f,设每根弹簧的弹力为 F,则有:2Fcos60°=f, 对 D:2Fcos30°=f′,解得:f′= F= f 故选:C 【点评】本题考查了物体受共点力平衡和力的合成计算,难度不大. 4. (3 分) (2014?象山县校级模拟)一个系统的机械能增大,究其原因,下列推测正确的是 ( ) A.可能是重力对系统做了功 B.一定是合外力对系统做了功 C.一定是系统克服合外力做了功 D.可能是摩擦力对系统做了功 【考点】功能关系. 【分析】机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高 度有关.除重力、弹力以外的力做功时,物体的机械能才会变化. 【解答】解:除重力、弹力以外的力做功时,物体的机械能才会变化,一个系统的机械能增 大,一定是除重力、弹力以外的力对系统做正功.
.

A、重力做功时物体的动能和重力势能之间相互转化,不影响物体的机械能的总和.故 A 错 误; B、C:除重力、弹力以外的力做功时,物体的机械能才会变化.“合外力”没有说清楚是只有 重力.故 B 错误,C 错误. D、如果摩擦力对系统做正功,系统的机械能可以增大.故 D 正确. 故选:D 【点评】掌握动能、重力势能的影响因素.能判断动能、重力势能机械能的变化. 5. (3 分) (2010?徐汇区二模)如图所示,D、E、F、G、为地面上间距相等的四点,三个质 量相等的小球 A、B、C 分别在 E、F、G 的正上方不同高度处,以相同的初速度水平向左抛 出,最后均落在 D 点.若不计空气阻力,则可判断 A、B、C 三个小球( )

A.初始离地面的高度比为 1:2:3 B.落地时的速度大小之比为 1:2:3 C.落地时重力的瞬时功率之比为 1:2:3 D.从抛出到落地的过程中,动能的变化量之比为 1:2:3 【考点】等势面;动能定理的应用. 【专题】电场力与电势的性质专题. 【分析】研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究,水平方向做 匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,由于抛出速度相同,根据水平位移可确定各自运 动的时间之比,从而求出各自抛出高度之比.由功率表达式可得重力的瞬时功率之比即为竖 直方向的速度之比.由动能定理可求出在抛出的过程中的动能的变化量. 【解答】解:A、相同的初速度抛出,而 A、B、C 三个小球的水平位移之比 1:2:3,可得
.

运动的时间之比为 1:2:3,再由 h= 9,故 A 错误; B、由于相同的初动能抛出,根据动能定理

可得,A、B、C 三个小球抛出高度之比为 1:4:

,由不同的高度,可得落地

时的速度大小之比不可能为 1:2:3,若没有初速度,则之比为 1:2:3,故 B 错误; C、相同的初速度抛出,而 A、B、C 三个小球的水平位移之比 1:2:3,可得运动的时间之 比为 1:2:3,由 v 竖=gt 可得竖直方向的速度之比为 1:2:3,由 P=Gv,那么落地时重力的 瞬时功率之比 1:2:3,故 C 正确; D、根据动能定理 ,由于质量相等且已知高度之比,可得落地时动能的

变化量之比即为 1:4:9,故 D 错误; 故选:C. 【点评】本题就是对平抛运动规律的直接考查,突破口是由相同的抛出速度,不同的水平位 移从而确定运动的时间.所以掌握住平抛运动的规律及运动学公式就能轻松解决.

6. (3 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图所示,一个质量为 m 的小滑块静止于倾角为 30°的 粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的 P 点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向 的夹角为 30°,重力加速度为 g,则( )

A.滑块受到四个力作用 B.弹簧一定处于压缩状态 C.斜面对滑块的支持力大小不可能为零 D.斜面对滑块的摩擦力大小可能等于 mg 【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力. 【专题】共点力作用下物体平衡专题. 【分析】滑块可能受重力、支持力、摩擦力三个力处于平衡,弹簧处于原长,弹力为零.滑 块可能受重力、支持力、摩擦力、弹簧的弹力四个力处于平衡.根据共点力平衡进行分析. 【解答】解:A、因为弹簧的形变情况未知,所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定,所以 滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡,A 错误; B、假设滑块受重力、支持力、摩擦力,三个力的合力可以为 0,即物体可以不受弹簧的弹力, 则弹簧可以处于原长,不一定处于压缩,故 B 错误; C、沿斜面方向,根据平衡条件滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力(等 于 mg) ,不为零,有摩擦力必有弹力,所以斜面对滑块的支持力不可能为零,C 正确; D、斜面对滑块的摩擦力等于滑块在斜面方向的分力,一定小于 mg,故 D 错误. 故选:C. 【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解,注意弹簧的弹力 可能为零,可能不为零.
.

7. (3 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图甲为某滑雪场运动滑道示意图,由斜道 AB 与水平 轨道 BC 组成,假设滑板与轨道间粗糙情 况相同,不计斜面与水平面间接触处能量损失.在 某次滑雪时,运动员从斜道上最高点 A 从静止开始下滑最终停止于水平轨道上的 P 点.现将 斜轨道(滑板与轨道间粗糙情况与甲完全相同)改为图乙(AB 轨道仍为斜面,但斜面部分 更长)和图丙(AB 轨道为四分之一圆弧) ,两种情况水平部分轨道相同,让运动员同样从轨 道最点 A 静止下滑,则关于运动员最终停止的位置,下列说法中正确的是( )

A.图乙将停于 P 点前面某处 B.图丙将停于 P 点前面某处 C.图乙将停于 P 点后面某处 D.图丙将停于 P 点处 【考点】功能关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系. 【专题】定性思想;方程法;守恒定律在近代物理中的应用. 【分析】物块在斜面上运动时,重力对物块做正功,滑动摩擦力对物块做负功,在水平面上 运动时,滑动摩擦力对物块做负功.根据动能定理求解即可.
.

【解答】解:设在 OB 长度为 x1,BP 长度为 x2,根据几何关系得:

运动员在斜面上受到的摩擦力:f1=μFN=μ?mgcos∠OBA= 在斜面上时,摩擦力做的功:Wf=f1?OA=μmg?OB 在水平面上,摩擦力做的功:Wf′=μmg?BP 所以:Wf 总=μmg?OP A、C、由以上的分析可知,运动员在经过斜面与水平面后,滑行的距离与斜面的长度.斜面 的倾角无关,所以图乙将停于 P 点.故 A 错误,C 错误; B、D、当 AB 部分改为曲面时,运动员在曲面上做圆周运动,一定有指向圆心的向心力,所 以运动员受到的支持力增大,在 A 到 B 的运动过程中摩擦力做的功将大于 μmg?OB,所以图 丙将停于 P 点前面某处.故 B 正确,D 错误. 故选:B 【点评】本题对全过程运用动能定理求解动摩擦因数,也可以根据牛顿第二定律和运动学公 式结合求解.解答的关键是在曲面上运动时,由于向心力的存在,使得摩擦力增大. 8. (3 分) (2015?赫山区校级三模)太极球是广大市民中较流行的一种健身器材.将太极球 简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运 动,且在运动到图中的 A、B、C、D 位置时球与板间无相对运动趋势.A 为圆周的最高点, C 为最低点,B、D 与圆心 O 等高.球的质量为 m,重力加速度为 g,则( )

A.在 C 处板对球所需施加的力比 A 处大 6mg B.球在运动过程中机械能守恒 C.球在最低点 C 的速度最小值为 D.板在 B 处与水平方向倾斜角 θ 随速度的增大而减小 【考点】向心力. 【专题】匀速圆周运动专题. 【分析】人在运动过程中受重力和支持力,由向心力公式可以求在各点的受力情况.
.

【解答】解:A、设球运动的线速率为 v,半径为 R,则在 A 处时: 在 C 处时: ②



由①②式得:F=2mg,即在 C 处板对球所需施加的力比 A 处大 mg,故 A 错误. B、球在运动过程中,动能不变,势能时刻变化,故机械能不守恒,故 B 错误. C、球在任意时刻的速度大小相等,即球在最低点 C 的速度最小值为等于在最高点最小速度, 根据 ,得 ,故 C 正确.

D、根据重力沿水平方向的分力提供向心力,即 mgtanθ= 故 v= 故选:C. ,故板在 B 处与水平方向倾斜角 θ 随速度的增大而增大,故 D 错误.

【点评】本题考查了向心力公式的应用,重点要对物体的受力做出正确的分析,列式即可解 决此类问题. 9. (3 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图,一竖直放置的轻弹簧下端固定于桌面,现将一物 块放于弹簧上同时对物块施加一竖直向下的外力,并使系统静止,若将外力突然撤去,则物 块在第一次到达最高点前的速度﹣时间图象(图中实线)可能是图中的( )

A.

B.

C.

D. 【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. 【专题】运动学中的图像专题. 【分析】当将外力突然撤去后,物体先向上做加速直线运动,由于弹簧的压缩量在减小,弹
.

力减小,当减到 F 弹=G,加速度为零,速度达到最大,此后由于惯性,物块继续上升,弹力 继续减小,则 F 弹<G,加速度 a 反向增大,物体开始做减速,如果物体未脱离弹簧,则加速 度就一直增大,速度减小,直到速度为零;如果脱离弹簧则先做加速度增大的减速运动,脱 离后做加速度恒定的匀减速运动,直到速度为零. 【解答】解:当将外力突然撤去后,弹簧的弹力大于重力,物体向上做加速直线运动,弹力 不断减小,合力减小,加速度减小,图象切线的斜率减小; 当弹力 F 弹=G,加速度为零,速度达到最大,此后由于惯性,物块继续上升,弹力继续减小, 则 F 弹<G,加速度 a 反向增大,物体开始做减速,如果物体未脱离弹簧,则加速度就一直增 大,速度减小,直到速度为零;如果脱离弹簧则先做加速度增大的减速运动,脱离后做加速 度恒定的匀减速运动,直到速度为零.故 A 正确,BCD 错误. 故选:A.

【点评】本题的关键是分析清楚物体的运动过程,及在每一段上做出正确受力分析,然后利 用牛顿第二定律和力与运动关系即可轻松解决问题. 10. (3 分) (2014?淮安四模)如图所示,在光滑的水平面上有一质量为 M、倾角为 θ 的光滑 斜面,一质量为 m 的物块从斜面上由静止下滑.下面给出的物块在下滑过程中对斜面压力大 小 FN 的四个表达式中,只有一个是正确的,你可能不会求解,但是你可以通过分析,对下 列表达式做出合理的判断.根据你的判断,合理的表达式应为( )

A.

B.

C.

D.

【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 【专题】共点力作用下物体平衡专题. 【分析】整个系统由于只有动能和重力势能的转化,故系统的机械能守恒,则可列出机械能 守恒的表达式;同时由于 M 在光滑的水平面上,当 m 向下运动时,M 也会后退,Mm 组成 的系统动量守恒, 由动量守恒可以得到 Mm 之间的关系式, 进而可以求得 m 对斜面压力大小. 【解答】解:对斜面压力与斜面对 m 支持力是一对作用反作用力. FN 的水平分力 FN1=FNsinθ,N 的竖直分力 FN2=FNcosθ, 对 M、m 整体:水平方向不受外力,动量守恒有:mVx=MV. 整个系统无摩擦,只有重力做功,设斜面高为 h,由机械能守恒得.
.

mgh=mV 物 +MV , 设下滑时间为 t,对 M 由动量定理:FNsinθ?t=MV, 对 m:竖直方向,由动量定理: (mg﹣FNcosθ)?t=mVy, 在水平方向,由动量定理:FNsinθ?t=mVx, 2 2 2 又由于 V 物 =Vx +Vy , 解以上方程可得, FN= .

2

2

故选:C. 【点评】由于斜面是在光滑的水平面上,并没有固定,物体与斜面相互作用会使斜面后退, 由于斜面后退,物体沿着斜面下滑路线与地面夹角大于 θ,与物体沿着固定斜面下滑截然不 同. 本题有简便方法, 即特殊值法:假设 θ=0, 看是否符合实际; 再假设 θ=90°,看是否符合实际. 二、选择题(题中所给的四个选项中至少一个正确,全对得 4 分,漏选得 2 分,错选得 0 分, 共 20 分)

11. (4 分) (2015 秋?杭州校级期中)某物理兴趣小组用加速度传感器探究一个质量为 m 的 物体从静止开始作直线运动的情况, 得到加速度随时间变化的情况如图所示, 由图可得 ( )

A.物体先做加速运动,再做减速运动,最后做匀速运动 B.物体在 t=10s 时速度为 3.4m/s C.物体在 4~6s 内的平均速度为 1.7m/s D.物体在 t=2s 与 t=8s 时所受合外力大小相等,方向相同 【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. 【专题】定量思想;图析法;运动学中的图像专题. 【分析】由图直接读出物体加速度的变化,物体做变加速运动.根据图象得到加速度的变化 规律,由加速度图线与时间轴包围的面积表示速度的变化量计算速度的增加量,从而得到物 体任意时刻的速度大小,由牛顿第二定律分析合外力的大小和方向的关系. 【解答】解:A、从 t=0 到 t=10s 的时间内物体的加速度在变化,且方向一直为正,则物体先 做加速度加的变加速运动,再加速度减小的变加速运动,最后做匀速运动.故 A 错误. B、物体从静止开始做加速运动,由于△ v=a△ t,故加速度图线与时间轴包围的面积表示速度 的变化量,t=10s 时的速度等于前 10 秒图线与坐标轴包围的面积大小,为
.

v=

+

+

=3.4m/s;故 B 正确. =1.2m/s,6s 末的速度为

C、物体在 4s 的速度为 v1= v2= 平均速度≠ +

=2.2m/s,由于物体做的是变加速运动,故物体在 4~6s 内的 =1.7m/s,故 C 错误.

D、由图知,物体在 t=2s 与 t=8s 时的加速度大小相等、方向相同,由牛顿第二定律知,在这 两个时刻物体所受合外力大小相等,方向相同.故 D 正确. 故选:BD 【点评】本题关键是根据速度变化和加速度的关系公式△ v=a△ t,得到加速度图线与时间轴 包围的面积表示速度的变化量. 12. (4 分) (2015 秋?杭州校级期中)2015 年 7 月 18 日,极具观赏性的世界悬崖跳水赛在葡 萄牙亚速尔群岛成功举办.选手们从悬崖上一跃而下,惊险刺激的场景令观众大呼过瘾.如 图所示, 为一选手从距离水面高为 20 米的悬崖上跳下, 选手受到的空气阻力跟速度成正比 (g 2 取 10m/s ) ,则以下说法正确的是( )

A.选手在空中作匀加速运动 B.选手从开始跳下到入水的时间大于 2 秒 C.选手在空中下落过程合力做正功,入水后合力做负功 D.选手在空中下落过程机械能增大,入水后机械能减小 【考点】功能关系. 【分析】对选手进行受力分析,结合牛顿第二定律判定运动的类型;由运动学的公式判定运 动的时间; 结合力与速度的关系判定做功的情况; 结合机械能的变化特点判定机械能的情况. 【解答】解:A、选手向下运动的过程中速度增大,所以受到的阻力增大,则向下的合力逐 渐减小,所以选手在空中作加速度减小的加速运动.故 A 错误;
.

B、若选手做自由落体运动,则运动的时间:t=

s,结合 A 的方向可知,运

动员向下运动的加速度一定小于 g,所以一定的时间一定大于 2s.故 B 正确; C、选手在空中下落过程合力的方向与速度的方向都向下,合力做正功,入水后合力的方向 向上,做负功.故 C 正确; D、选手在空中下落过程中空气的阻力做负功,所以机械能减小.故 D 错误. 故选:BC 【点评】该题结合悬崖跳水的情景,考查受力分析、自由落体运动、牛顿第二定律、功以及 机械能守恒定律等知识点的内容,涉及的知识点比较多,解答的关键是对选手进行正确的受 力分析,然后结合题目的要求进行判定. 13. (4 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图甲所示为一斜面 AC,长为 L,B 为 AC 的中点, 其中 AB 部分斜面光滑,BC 部分斜面粗糙. 现将一小物体(可视为质点)在恒定外力 F 的 作用下从斜面最低点 A 向上运动,运动到 C 点的总时间为 t0 图乙是物体沿斜面上升的动能 EK 与沿斜面运动位移的关系图象,则下列关于物体速度 v 与时间 t 加速度大小 a 与位移 x、 加速度大小 a 与时间 t 及机械能 E 与位移 x 变化关系可能正确的是( )

A.

B.

C.

D. 【考点】功能关系;机械能守恒定律. 【专题】定性思想;图析法;守恒定律在近代物理中的应用. 【分析】根据动能随 x 的图象得出整个过程中的运动规律,即前半段做匀加速直线运动,后 半段做匀减速直线运动,结合平均速度的推论比较两段过程中的运动时间.根据除重力以外 其它力做功判断机械能的变化. 【解答】解:A、根据动能随 x 的图象知,动能先均匀增加,然后均匀减小,即合力先做正 功再做负功,知物块先做匀加速直线运动,然后做匀减速直线运动,匀加速直线运动的位移 和匀减速直线运动的位移大小相等,匀减速直线运动的平均速度大于匀加速直线运动的平均 速度,则匀减速运动的时间小于匀加速直线运动的时间,故 A 错误. B、前半段和后半段均做匀变速直线运动,两段过程中加速度分别不变,但是两段过程中的 时间不等,故 B 正确,C 错误. D、根据除重力以外其它力做功等于机械能的增量,知前半段恒力 F 做正功,可知机械能随 s 均匀增加,后半段只有重力做功,机械能守恒,故 D 正确. 故选:BD. 【点评】解决本题的关键得出物块在整个过程中的运动规律,注意前半段和后半段的运行时 间不同,这是容易错误的地方.
.

14. (4 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图所示,物体 A 在斜面 B 上匀速下滑,斜面体 B 静 止不动. 若某时刻给 A 施加一个水平向右的恒力, 则在 A 下滑过程中关于斜面体的受力情况 分析正确的是( )

A.地面摩擦力为零 B.地面摩擦力方向水平向左 C.地面支持力大小不变 D.地面支持力变大 【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力. 【专题】定性思想;合成分解法;共点力作用下物体平衡专题. 【分析】未加 F1 时,物块匀速下滑,受力平衡,由平衡条件和摩擦力公式得出 sinθ 与 μcosθ 的大小.再分析对物块施加一个水平恒力 F 时,重力和 F 沿斜面向下的分力与滑动摩擦力的 大小,再根据平衡求解物体下滑时斜面体受摩擦力和支持力情况. 【解答】解:设斜面的倾角为 θ,未加 F 时,物块匀速下滑,受力平衡,分析物体的受力, 由平衡条件得:mgsinθ=μmgcosθ 得:sinθ=μcosθ,μ=tanθ
.

对物块施加一个水平恒力 F 时,物块受到的滑动摩擦力大小为: f=μ(Fsinθ+mgcosθ) 斜面对物体的支持力 N=Fsinθ+mgcosθ 根据牛顿第三定律可知,物块对斜面的压力 N′=Fsinθ+mgcosθ,方向垂直斜面向下, 物体对斜面的摩擦力为 f′=μ(Fsinθ+mgcosθ) ,方向沿斜面向下, 设 N′和 f′的合力与斜面与 N′方向的夹角为 α,则 tanα ,

所以 α=θ,即 N′和 f′的合力方向竖直向下, 对斜面体进行受力分析,受到重力、地面的支持力、物体对斜面的摩擦力以及物块对斜面的 压力, 斜面体受力平衡,则水平方向不受地面的摩擦力, 竖直方向,由于摩擦力和压力都变大,所以物体对斜面体的作用力大于物体的重力,方向竖 直向下,则地面支持力变大,故 AD 正确,BC 错误. 故选:AD. 【点评】本题中物块匀速下滑时,μ=tanθ,作为一个重要结论可在理解的基础上,对分析本 题解答有帮助,注意滑动摩擦力的大小与正压力和动摩擦因数有关. 15. (4 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图所示,小物块从距 A 点高度 h 处自由下落,并从 A 点沿切线方向进入半径为 R 的四分之一圆弧轨道 AB,经过最低点 B 后又进入半径为的半 圆弧轨道 BC,图中 C 点为轨道最高点,O 为半圆弧轨道 BC 的圆心,两轨道均光滑且在最 低点相切,重力加速度为 g.则以下说法正确的是( )

A.若物块能从轨道 BC 的最高点 C 飞出,则下落的高度 h 可能为 B.若已知下落高度 h=R,则可求出物块打到轨道 AB 上的速度大小 C.释放的高度越高,在轨道 BC 的最高点 C 和最低点 B 的压力差越大 D.若物块从最高点 C 飞出后,碰到轨道 AB 上的速度方向不可能与过碰撞点的轨道切线垂 直 【考点】动能定理;向心力. 【专题】动能定理的应用专题. 【分析】物块恰能从轨道 BC 的最高点 C 飞出时,由重力提供向心力,根据牛顿第二定律求 出临界速度,再由机械能守恒求出 h.根据牛顿第二定律和机械能守恒分析在轨道 BC 的最 高点 C 和最低点 B 的压力差.
.

【解答】解:A、物块恰能从轨道 BC 的最高点 C 飞出时,由重力提供向心力,则 mg=m

从开始下落到 C 点的过程,由机械能守恒定律得:mgh= 联立解得 h=,可知,若物块能从轨道 BC 的最高点 C 飞出,则下落的高度 h 可能为.故 A 正确. B、若已知下落高度 h=R,根据机械能守恒定律可求出物块通过 C 点的速度.物块离开 C 点 后做平抛运动,则有 y=
2 2

,x=vCt
2

又有 x +y =R

由上联立可得 t 和 y,根据 v= 正确. C、在 C 点有:mg+F1=m ,

,可求出物块打到轨道 AB 上的速度大小.故 B

在 B 点有:F2﹣mg=m

根据机械能守恒定律得:mgR+

=

联立解得:F2﹣F1=6mg,根据牛顿第三定律可知在轨道 BC 的最高点 C 和最低点 B 的压力差 为 6mg,故 C 错误. D、若物块从最高点 C 飞出后,根据“中点”结论可知,碰到轨道 AB 上的速度方向反向延长 交水平位移中点,不可能与过碰撞点的轨道切线垂直,故 D 正确. 故选:ABD. 【点评】本题是机械能守恒和向心力的综合应用,关键要明确小球到达最高点的临界条件: 重力提供向心力.在 B 点和 C 点,由合力提供向心力. 三、实验题(每空格 2 分,共 20 分) 16. (10 分) (2015 秋?杭州校级期中)在探究“加速度与力、质量的关系”的实验中,某同学 将实验器材组装后,如图所示为释放小车前瞬间的情景. (甲图为实际拍摄图,乙图为相应的 简图) (1)在接通电源进行实验之前,请你指出图中的错误或不妥之处(写出两处即可) :

(2) 为更好完成本实验, 必须先平衡摩擦力. 其目的是: 使小车受到的合力为绳子的拉力 . (3)改正实验装置后,该同学顺利地完成了实验.图丙是他在实验中得到的一条纸带,图中 相邻两计数点之间的时间间隔为 0.1s,由图中的数据可算得小车的加速度 a 为 0.40 m/s , 当打点计时器打下 C 点时,小车的速度 vC 为 0.21 m/s(结果取两位有效数字) . 【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系. 【专题】实验题;定量思想;图析法;牛顿运动定律综合专题. 【分析】 (1)根据实验注意事项与图示实验情景分析答题. (2)为使小车受到的合力等于绳子的拉力,实验前应平衡摩擦力. (3)根据匀变速直线运动的推论求出加速度与瞬时速度. 【解答】解: (1)由图甲、乙所示可知,打点计时器没有使用交流电源而使用直流电源、小 车没有靠近打点计时器、实验前没有平衡摩擦力,这些都是错误的; (2)为使小车受到的合力等于绳子的拉力,实验前应平衡摩擦力;
.

2

(3)由匀变速直线运动的推论:△ x=at 可知,加速度: a= = =0.40m/s ,
2

2

打 C 点时小车的速度:vC=

=

≈0.21m/s;

故答案为: (1)打点计时器没有使用交流电源而使用直流电源;小车没有靠近打点计时器; (2)使小车受到的合力为绳子的拉力; (3)0.40;0.21. 【点评】本题考查了实验注意事项、实验数据处理,知道实验原理与实验注意事项是解题的 关键,应用匀变速直线运动的推论可以求出小车的加速度与瞬时速度. 17. (10 分) (2015 秋?杭州校级期中)如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数 学家和 物理学家阿特伍德(G?Atwood1746﹣1807)创制的 一种著名力学实验装置,用来研究匀变 速直线运动的规 律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示. (1)实验时,该同学进行了如下步骤:①将质量均为 M(A 的含挡光片、B 的含挂钩)的 重物用 绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态, 挡光片中心 测量出(填“A 的上表 面”、“A 的下表面”或“挡光片中心”甲到光电门中心的竖直距离 h.

②在 B 的下端挂上质量为 m 的物块 C,让系统(重物 A、B 以及物块 C)中的物体由静止 开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为△ t. ③测出挡光片的宽度 d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律. (2)如果系统(重物 A、B 以及物块 C)的机械能守恒,应满足的关系式为 mgh= (已知重力加速度为 g)

(3)引起该实验系统误差的原因有 绳子有质量 (写一条即可) . (4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物 A、B 以及物块 C)的机械能守 恒,不断增大物块 C 的质量 m,重物 B 的加速度 a 也将不断增大,那么 a 与 m 之间有怎样 的定量关系?a 随 m 增大会趋于一个什么值?请你帮该同学解决: ①写出 a 与 m 之间的关系式: a= ②a 的值会趋近于 重力加速度 g . (还要用到 M 和 g) ;

【考点】验证机械能守恒定律. 【专题】实验题;定量思想;推理法;机械能守恒定律应用专题. 【分析】根据系统机械能守恒,得出系统重力势能的减小量和系统动能的增加量,根据极短 时间内的平均速度表示瞬时速度求出系统末动能. 对系统研究,根据牛顿第二定律求出加速度与 m 的关系式,通过关系式分析,m 增大,a 趋 向于何值. 【解答】解: (1、2)需要测量系统重力势能的变化量和动能的增加量,运用极短时间内的平 均速度等于瞬时速度,则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离,系统的末速度为:
.

v=



则系统重力势能的减小量△ Ep=mgh,系统动能的增加量为: = 若系统机械能守恒,则有:mgh= (3)系统机械能守恒的条件是只有重力做功,引起实验误差的原因可能有:绳子有质量;滑 轮与绳子有摩擦;重物运动受到阻力作用. (4)根据牛顿第二定律得,系统所受的合力为 mg,则系统加速度为:a= 不断增大,则 a 趋向于 g. = ,当 m

故答案为: (1)挡光片中心; (2)mgh= (3)绳子有质量;滑轮与绳子有摩擦;重物运动受到阻力作用(回答一个即可) (4)①a= ,②重力加速度 g

【点评】本题考查了系统机械能守恒定律得验证,解决本题的关键知道实验的原理,知道误 差产生的原因,掌握整体法在牛顿第二定律中的运用.对于第四问,关键得出加速度的表达 式. 四、计算题(每小题 10 分,共 30 分) 18. (10 分) (2015 秋?杭州校级期中)某同学骑自行车沿一倾角为 θ 的斜坡从坡底沿斜坡匀 速向上行驶,后轮转动 N 圈时到坡顶(其间该同学不间断地匀速蹬) ,所用时间为 t,已知自 行车和人的总质量为 m,轮盘的半径为 R1,飞轮的半径为 R2,车后车轮的半径为 R3,重力 加速度为 g,上坡过程中斜坡及空气作用于自行车与人的阻力大小为 f,车轮与坡面接触处都 无打滑,不计自行车内部各部件之间因相对运动而消耗的能量.斜坡足够长,求: (1)自行车匀速行驶的速度 v; (2)该同学沿坡向上匀速行驶过程中消耗的平均功率 P; (3)该过程中自行车轮盘转动的圈数.

【考点】功率、平均功率和瞬时功率;线速度、角速度和周期、转速. 【专题】功率的计算专题. 【分析】 (1)轮盘与飞轮用链条连结,边缘上各点的线速度大小相同,结合飞轮和后轮转数 相同,根据车轮一周的周长求出斜坡的长度 L,由 v=求解速度 v. (2)根据共点力平衡求出牵引力的大小,从而得出牵引力做功的大小,根据平均功率的公式 求出该同学沿斜坡向上匀速行驶过程中消耗的功率 P. (3)根据轮盘与飞轮上各点的线速度大小相等,列式求解轮盘转动的圈数. 【解答】解: (1,斜坡的长度为 L. 车轮转动一周,自行车前进的距离为:
.

s=2πR3 后轮与飞轮转数相同,故有:L=Ns 则自行车匀速行驶的速度 v== (2)自行车沿斜坡匀速向上行驶过程有: W=(mgsinθ+f)L 则该同学沿坡向上匀速行驶过程中消耗的平均功率 P=

联立解得 P= (3)设该过程中自行车轮盘转动的圈数为 N′ 轮盘与飞轮用链条连结,边缘上的线速度相同,有: 2πn1R1=2πn2R2 又 n1= ,n2=

由以上各式解得,N′= 答: (1)自行车匀速行驶的速度 v 是 ;

(2)该同学沿坡向上匀速行驶过程中消耗的平均功率 P 是



(3)该过程中自行车轮盘转动的圈数是



【点评】本题考查了共点力平衡和圆周运动的基本运用,知道在圆周运动中共轴转动角速度 相等,靠链条传动轮子边缘上的各点线速度大小相等. 19. (10 分) (2015 秋?杭州校级期中)一个弹簧放在水平地面上,Q 为轻弹簧上端连在一起 的秤盘,P 为重物,已知 P 的质量 M=10.5kg,Q 的质量 m=1.5kg,弹簧的质量不计,劲度系 数 k=800N/m,系统处于静止.如图所示,现给 P 施加一个方向竖直向上的力 F,使 PQ 一起 2 从静止开始向上做匀加速运动,已知在匀加速阶段 F 的最大值为 168N. (取 g=10m/s ) 求: (1)匀加速阶段的加速度; (2)Q 做匀加速运动的时间; (3)拉力 F 的最小值.

【考点】牛顿第二定律;物体的弹性和弹力. 【专题】简答题;定量思想;推理法;牛顿运动定律综合专题. 【分析】 (1)当 PQ 间作用力为零时,F 最大,根据牛顿第二定律列式求解加速度;
.

(2)系统原来处于静止状态,由平衡条件和胡克定律得出弹簧的压缩量,根据牛顿第二定律 此时盘的加速度与弹簧压缩量的关系式.整体过程中盘的位移等于弹簧压缩量之差,求出盘 的位移,由位移公式求出匀加速运动的时间; (3)由分析可知,刚开始时 F 最小,对整体,根据牛顿第二定律求解最小值. 【解答】解: (1)由题意知,末状态拉力 F 最大,且此时 PQ 间作用力为零,根据牛顿第二 定律得:F﹣Mg=Ma 解得:a= (2)设初状态弹簧形变量△ x1,则有: (m+M)g=k△ x1, 设末状态弹簧形变量△ x2,满足方程:k△ x2﹣mg=ma 2 △ x1﹣△ x2=at 解得:t=0.2s (3)t=0 时,F 最小,整体考虑,根据牛顿第二定律得: Fmin=(M+m)a 解得:Fmin=72N 2 答: (1)匀加速阶段的加速度为 6m/s ; (2)Q 做匀加速运动的时间为 0.2s; (3)拉力 F 的最小值为 72N. 【点评】本题中弹簧的弹力是变力,分析好何时两者分离是关键,此时两者间无作用力,且 两者加速度刚好相等,另外牛顿第二定律与运动学公式的熟练应用也是同学必须掌握的 20. (10 分) (2015?浙江模拟)如图所示,质量为 m 的小物块放在长直水平面上,用水平细 线紧绕在半径为 R、质量为 2m 的薄壁圆筒上.t=0 时刻,圆筒在电动机带动下由静止开始绕 竖直中心轴转动,转动中角速度满足 ω=β1t(β1 为已知常数) ,物块和地面之间动摩擦因数为 μ.求: (1)物块做何种运动?请说明理由. (2)物块运动中受到的拉力. (3)从开始运动至 t=t1 时刻,电动机做了多少功? (4)若当圆筒角速度达到 ω0 时,使其减速转动,并以此时刻为 t=0,且角速度满足 ω=ω0﹣ β2t(式中 ω0、β2 均为已知) ,则减速多长时间后小物块停止运动?

【考点】动能定理;牛顿第二定律. 【专题】动能定理的应用专题. 【分析】 (1)根据公式 v=ωR 求解出线速度表达式进行分析即可; (2)受力分析后根据牛顿第二定律列式求解拉力; (3) 电动机做的功等于细线对滑块拉力做的功, 对滑块的加速过程根据动能定理列式求解即 可; (4)分细线拉紧和没有拉紧两种情况分析.
.

【解答】解: (1)圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同,根据 v=ωR=Rβ1t,线速度与时 间成正比,故物块做初速为零的匀加速直线运动; (2)由第(1)问分析结论,物块加速度为 a=Rβ1,根据物块受力,由牛顿第二定律得: T﹣μmg=ma 则细线拉力为: T=μmg+m Rβ1 (3)对整体运用动能定理,有 W 电+Wf= 其中: Wf=﹣μmgs=﹣μmg 则电动机做的功为: W 电=μmg +

(4)圆筒减速后,边缘线速度大小 v=ωR=ω0R﹣Rβ2t,线速度变化率为 a=Rβ2 若 a≤μg,细线处于拉紧状态,物块与圆筒同时停止,物块减速时间为:t=

若 a>μg,细线松弛,物块水平方向仅受摩擦力,物块减速时间为:t= 答: (1)物块做初速为零的匀加速直线运动; (2)物块运动中受到的拉力为 μmg+m Rβ1; (3)从开始运动至 t=t1 时刻,电动机做功为 μmg + ;

(4)若 a≤μg,减速

时间后小物块停止运动;若 a>μg,减速

时间后小物块停止运

动. 【点评】本题提到了角加速度这个新的概念,关键是推导出滑块的线速度公式进行分析,将 转动的研究转化为平动的研究进行分析.



推荐相关:

【word】浙江省杭州地区(含周边)重点中学2017届高三上...

【word】浙江省杭州地区(含周边)重点中学2017届高三上学期期中考试生物试题_理化生_高中教育_教育专区。浙江省杭州地区(含周边)重点中学 2017 届高三上学期期中考试...


...省杭州地区(含周边)重点中学2016届高三上学期期中考...

浙江省杭州地区(含周边)重点中学2016届高三上学期期中考试英语试题_高中教育_教育专区。2015 学年第一学期期中杭州地区(含周边)重点中学 高三年级英语学科 试题考生...


2016-2017学年浙江省杭州市地区(含周边)重点中学高三(...

2016-2017学年浙江省杭州市地区(含周边)重点中学高三()期中数学试卷_高三数学_数学_高中教育_教育专区。2016-2017 学年浙江省杭州市地区(含周边)重点中学高三(...


2017学年第一学期期中杭州地区(含周边)重点中学地理试卷

2017学年第一学期期中杭州地区(含周边)重点中学地理试卷_高三政史地_政史地_高中教育_教育专区。难度适中,主干知识点考察较全面。 ...


浙江省杭州地区(含周边)重点中学2018届高三上学期期中...

浙江省杭州地区(含周边)重点中学2018届高三上学期期中考试生物试题 Word版含答案_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。2017 -2018学年第一学期期中杭州地区(含...


...省杭州地区(含周边)重点中学2016届高三上学期期中考...

浙江省杭州地区(含周边)重点中学2016届高三上学期期中考试英语试题 - 2015 学年第一学期期中杭州地区(含周边)重点中学 高三年级英语学科 试题 考生须知: 1. 本卷...


浙江省杭州地区(含周边)重点中学2018届高三上学期期中...

浙江省杭州地区(含周边)重点中学2018届高三上学期期中考试生物试题_理化生_高中教育_教育专区。2017 -2018学年第一学期期中杭州地区(含周边)重点中学 高三年级生物...


浙江省杭州地区(含周边)重点中学2017届高三上学期期中...

浙江省杭州地区(含周边)重点中学2017届高三上学期期中考试英语试题 Word版含答案 - 第一部分 听力(共两节,满分 30 分) 做题时,先将答案标在试卷上。录音内容...


浙江省杭州地区(含周边)重点中学联考2017届高三上学期...

浙江省杭州地区(含周边)重点中学联考2017届高三上学期期中历史试卷 - 2016-2017 学年浙江省杭州地区(含周边)重点中学联考高三(上)期中历史试卷 一.选择题 1.新兴...


...(含周边)重点中学高三上学期期中考试(2016.11)(带答...

生物卷·2017届浙江省杭州地区(含周边)重点中学高三上学期期中考试(2016.11)(带答案)_其它课程_高中教育_教育专区。生物卷·2017届浙江省杭州地区(含周边)重点...

网站首页 | 网站地图
All rights reserved Powered by 学霸学习网 www.tceic.com
copyright ©right 2010-2021。
文档资料库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit325@126.com