一、单选题(本大题共9小题,共27.0分)
1. 在漫长的人类发展历程中,有许多科学家在物理学研究上做出了突出的贡献,以下说法错误的
是( )
A. 开普勒通过大量的数据和观测记录,从而发现了行星运行的三大定律
B. 卡文迪许利用扭秤实验装置测量出万有引力常量,牛顿在此基础上提出了万有引力定律 C. 安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很相似,提出了分子电流假说 D. 伽利略最先把科学实验和数学分析方法相结合,否定了力是维持物体运动状态的原因
2. 下列物理量为矢量的是( )
A. 质量m B. 时间t C. 长度L D. 电场强度E
3. 下列说法中正确的是( )
A. 物体受到力的作用后,一定同时出现形变和运动状态的改变 B. 力是物体间的相互作用
C. 对某一物体而言,其重力的大小总是一个恒量,不因物体从赤道移到南极而变化 D. 由相距一定距离的磁铁间有相互作用力可知,力可以离开物体而独立存在
4. 甲、乙两物体在同一直线上运动的𝑥−𝑡图象如图所示,以甲的出发点为原点,
出发时刻为计时起点,则从图象可以看出( )
A. 甲比乙先出发
C. 甲开始运动时,乙在甲前面𝑥0处
B. 乙比甲先出发
D. 甲一直在运动,最后追上了乙
5. 如图所示,轻质弹簧的左端固定在竖直墙面上,右端有一物体压
缩弹簧并处于静止状态,物块与弹簧并不拴接,物块与水平面间
的动摩擦因数为𝜇,物块与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用一水平向右的力F作用在物块上,使其向右做匀加速直线运动。以x表示物块离开静止位置的位移,且弹簧在弹性限度内,下列表示F与x之间关系可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6. 如图中弹簧秤、绳和滑轮的重量均不计,绳与滑轮间的摩擦力不计,物体的重力都是G,在甲、
乙、丙三种情况下,弹簧秤的读数分别是𝐹1、𝐹2、𝐹3,则( )
A. 𝐹3>𝐹1=𝐹2
B. 𝐹3=𝐹1>𝐹2 C. 𝐹1=𝐹2=𝐹3 D. 𝐹1>𝐹2=𝐹3
7. 关于自由落体运动下列说法正确的是( )
A. 不考虑空气阻力的运动就是自由落体运动 B. 做自由落体运动的物体不受任何外力作用
C. 质量大的物体受到的重力大,落到地面时的速度也大 D. 自由落体运动的物体下落时间与质量无关
8. 如图所示,质量为m的硬质面字典A对称跨放在硬质面的书本B
上.将书本B的一端缓慢抬高至字典刚要滑动,此时书脊与水平面的夹角为𝜃.下列说法中正确的是( )
A. A受到三个力的作用
B. B对A的最大静摩擦力的合力为𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛𝜃 C. B的一个侧面对A的弹力为𝑚𝑔𝑐𝑜𝑠𝜃 D. B对A的作用力为零
9. 如图所示,在光滑的水平地面上有两根形状完全相同的、粗细均匀的杆A和B,A杆的密度是B
杆的两倍,P是两杆上到左端距离为杆长的3位置处的截面,现用水平向右的恒力F分别拉杆A和B,则( )
1
A. 两杆的加速度大小相等 B. A杆的加速度大于B杆的加速度
C. A杆P点处的张力等于B杆P点处的张力 D. A杆P点处的张力大于B杆P点处的张力
二、多选题(本大题共6小题,共23.0分)
10. 如图所示,将一质量为m的三角形物体放在水平地面上,当用一水平力
F经过物体的重心向右推物体时,物体恰好以一较大的速度匀速运动,当某一时刻保持力的大小不变立即使推力反向变成拉力,则推力反向的瞬间( )
A. 物体的加速度大小为𝑚,方向水平向左 B. 物体的加速度大小为𝑚,方向水平向左 C. 地面对物体的作用力大小为mg D. 地面对物体的作用力大小为√𝑚𝑔2+𝐹2
11. 在力学发展过程中,许多科学家做出了贡献.下列说法中正确的是( )
2𝐹
𝐹
A. 牛顿在伽利略和笛卡儿等科学家研究的基础上,总结出了动力学的一条基本规律--牛顿第一
定律
B. 在日常生活中常见的是较重物体下落的较快,伽利略指出“如果排除空气阻力,那么,所有
物体将下落的同样快”,“在科学研究中,懂得忽略什么,有时与懂得重视什么同等重要”.
C. 伽利略的斜面实验其方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐的结合起来,从而
发展了人类的科学思维方式和科学研究方法.
而且它可以进一步通过实验直接D. 牛顿第一定律不仅是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,验证
12. 如图所示,质量为m的球置于斜面上,被一个竖直挡板挡住。现用
一个恒力F拉斜面,使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动,忽略一切摩擦,以下说法中正确的是( )
A. 若加速度足够小,竖直挡板对球的弹力可能为零 B. 若加速度足够大,斜面对球的弹力可能为零 C. 斜面对球的弹力大小与加速度大小无关
D. 斜面、挡板对球的弹力与球的重力三者的合力等于ma
13. 有一内表面光滑的半球形容器ABC,内壁有一可以看作质点的小球,柔软的细绳一端系住小球,
另一端系在A点.细绳逐渐缓慢变短过程中,细绳上的拉力以及容器对小球的支持力变化情况是( )
A. 细绳上的拉力逐渐增大 C. 容器对小球的支持力逐渐增大
B. 细绳上的拉力逐渐减小 D. 容器对小球的支持力逐渐减小
14. 三个力分别为10N、20N和30N,则这三个力的合力可能为( )
A. 39N B. 49N C. 59N D. 69N
15. 如图所示,小球从竖直砖墙某位置由静止释放,用频闪照相机在同
一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5…所示的小球运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d。根据图中的信息,下列判断正确的是( )
A. 位置“1”是小球释放的初始位置 B. 小球做匀加速直线运动 C. 小球下落的加速度为𝑇2 D. 小球在位置“3”的速度为2𝑇
三、实验题(本大题共2小题,共18.0分)
7𝑑
𝑑
16. “验证力的平行四边形定则”的实验装置如图甲所示。
(1)某次实验中,弹簧测力计的指针位置如图甲所示。其中,细绳CO对O点的拉力大小为__________N。
(2)在图乙中画出图甲中细绳CO和BO对O点两拉力的合力𝐹合,由图求出合力的大小𝐹合=______𝑁(保留两位有效数字)。
17. “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图1所示。
(1)打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁式打点计时器和电火花计时器,使用的都是______(填“直流电”或“交流电”)。
(2)某同学在实验中。打出的一条纸带如图2所示,他选择了几个计时点作为计数点,相邻两计𝑠2=7.68𝑐𝑚、𝑠3=8.30𝑐𝑚、𝑠4=8.92𝑐𝑚,数点间还有4个计时点没有标出,其中𝑠1=7.06𝑐𝑚、那么打b点的瞬时速度大小是______𝑚/𝑠;纸带加速度的大小是______𝑚/𝑠2(计算结果保留两位有效数字)。
(3)某同学将长木板右端适当垫高,以平衡摩擦力。但他把长木板的右端垫得过高,使得倾角过F表示细线作用于小车的拉力。大。用a表示小车的加速度,如图中他绘出的𝑎−𝐹关系是______
四、简答题(本大题共1小题,共10.0分)
18. 如图所示,一个半球形的碗放在桌面上,碗口水平,O点为其球 心,
碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上,线的两端分别系有两个小球A、𝐵(可看作质点),当它们处于平衡状态时,A球和O点
的连线与水平线的夹角为𝛼=60°,已知小球B的质量𝑚𝐵=1𝑘𝑔,求小球A的质量𝑚𝐴和球A对碗内表面的压力大小(𝑔取10𝑚/𝑠2)
五、计算题(本大题共2小题,共22.0分)
19. 如图1所示,有一质量𝑚=200𝑘𝑔的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加速、匀速、匀减
速至指定位置。当加速运动到总位移的4时开始计时,测得电机的牵引力随时间变化的𝐹−𝑡图线如图2所示,𝑡=34𝑠末速度减为0时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力,求物件
(1)做匀减速运动的加速度大小和方向; (2)匀速运动的速度大小;
1
(3)总位移的大小。
20. 如图所示,小车的顶棚上用绳线吊一小球,质量为m,车厢底
板上放一个质量为M的木块,当小车沿水平面匀加速向右运动时,小球悬线偏离竖直方向30°,木块和车厢保持相对静止,g取10𝑚/𝑠2,求: (1)小车运动的加速度? (2)木块受到的摩擦力的大小?
-------- 答案与解析 --------
1.答案:B
解析:
根据物理学史和常识解答,记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史,是常识性问题,对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一。
A.开普勒通过大量的数据和观测记录,从而发现了行星运行的三大定律,故A正确;
B.牛顿提出了万有引力定律,并不是在卡文迪许通过实验测出了万有引力常量的基础上,故B错误; C.安培观察到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场很相似,提出了分子电流假说,故C正确; D.伽利略最先把科学实验和数学分析方法相结合,否定了力是维持物体运动状态的原因,故D正确; 本题选错误的,故选B。
2.答案:D
解析:解:ABC、质量m、时间t和长度L都是只有大小、没有方向的标量.故ABC错误. D、电场强度E是既有大小,又有方向的物理量,是矢量,故D正确. 故选:D.
矢量是既有大小,又有方向的物理量,标量是只有大小,没有方向的物理量.
对于物理量的矢标性,也是学习物理量的重要内容之一,要结合矢量方向的特点进行记忆.
3.答案:B
解析:解:A、物体受到力的作用后,不一定同时出现形变和运动状态的改变,故A错误; B、力是物体间的相互作用,故B正确;
C、重力的大小与质量和重力加速度两者有关,故物体从赤道移到南极重力有变化,故C错误; D、磁铁间有相互作用力通过磁场进行,是非接触力,但力不可以离开物体而独立存在,故D错误; 故选:B.
力是物体间的相互作用,力不可以离开物体而独立存在,力的作用效果可以改变运动状态也可以改变形状,重力的大小与质量和重力加速度两者有关.
注意力的相互性和物质性,力的作用可以接触也可以不接触,重力加速度与纬度有关.
4.答案:C
解析:解:AB、由图象可知甲乙两物体都是从𝑡=0时刻出发,即同时出发,故A错误;
C、由图象可知开始运动时甲的出发点在坐标原点,而乙物体出发时在正方向上离坐标原点的距离为𝑥0,故甲开始运动时,乙在甲前面𝑥0处.故C正确;
D、由于甲物体在𝑡1~𝑡2时间内甲物体的位移未变,即甲在中途停了一会儿,最后甲乙两物体的位置相同,即甲追上了乙,故D错误. 故选:C
根据图象可知两物体同时出发,甲开始运动时,乙在甲前面𝑥0处.甲物体在𝑡1~𝑡2时间内在中途停了一会儿,最后甲追上了乙.
要掌握了位移图象的基本性质:横坐标代表时刻,而纵坐标代表物体所在的位置,水平直线表示物体保持静止状态.
5.答案:C
解析:解:设初始时弹簧的压缩量为𝑥0。
弹簧恢复原长前,弹簧处于压缩状态,根据牛顿第二定律得:𝐹+𝑘(𝑥0−𝑥)−𝜇𝑚𝑔=𝑚𝑎,整理得𝐹=𝑘𝑥−𝑘𝑥0+𝑚𝑎+𝜇𝑚𝑔,F随x均匀增大,且𝑥=0时,𝐹>0,该过程,𝐹−𝑥图象上向上倾斜的直线。
弹簧恢复原长后,根据牛顿第二定律得:𝐹−𝜇𝑚𝑔=𝑚𝑎,整理得𝐹=𝑚𝑎+𝜇𝑚𝑔,保持不变,𝐹−𝑥图象是平行于x轴的直线,故ABD错误,C正确。 故选:C。
分两个过程研究:弹簧恢复原长前和弹簧恢复原长后,分别运用牛顿第二定律列式,再分析F与x的关系。
解决本题的关键是根据牛顿第二定律列式,得到解析式再进行分析。要注意研究𝑥=0时F是否为零。
6.答案:B
解析:解:甲图:物体静止,弹簧的拉力𝐹1=𝑚𝑔; 乙图:对物体为研究对象,作出力图如图
由平衡条件得
𝐹2=𝐺𝑠𝑖𝑛60°=
丙图:以动滑轮为研究对象,受力如图
√3
𝑚𝑔=0.866𝑚𝑔 2
由几何知识得𝐹3=𝑚𝑔.故F 3=𝐹1>𝐹2 故选:B。
弹簧称的读数等于弹簧受到的拉力。甲图、乙图分别以物体为研究对象,由平衡条件求解。丙图以动滑轮为研究对象分析受力情况,根据平衡条件求解。
本题是简单的力平衡问题,关键是分析物体的受力情况,作出力图。对于丙图,是平衡中的特例,结果要记忆。
7.答案:D
解析:解:AB、物体只受重力作用从静止开始竖直下落的运动叫做自由落体运动,故AB错误; C、根据𝑣2=2𝑔ℎ知,自由落体运动的落地速度与物体质量无关,故C错误; D、根据ℎ=𝑔𝑡2知,自由落体运动的物体下落时间与质量无关,故D正确;
21
故:D。
物体只受重力作用从静止开始竖直下落的运动叫做自由落体运动,根据自由落体运动的公式分析落地速度和落地时间都与质量无关。
本题考查自由落体运动的概念,注意公式的理解。
8.答案:B
解析:解:A、A处于静止状态,对A进行受分析,A受到重力,B书两侧对A的两个支持力,B书两侧对A的两个摩擦力,共5个力,故A错误; B、A受力平衡,根据平衡条件得: 𝑓合=𝑚𝑔𝑠𝑖𝑛𝜃,故B正确;
C、B的一个侧面对A的弹力𝑁=𝑚𝑔𝑐𝑜𝑠𝜃,故C错误;
21
D、B对A的作用力大小为A的重力mg,方向竖直向上,故D错误. 故选:B.
A处于静止状态,对A进行受分析,分析时,先分析重力,后分析弹力,最后分析摩擦力,根据平衡条件列式即可求解.
本题的关键是能正确对A进行受力分析,注意A受力平衡,合外力为零,则B对A的作用力大小为A的重力mg,方向竖直向上.
9.答案:C
解析:
该题主要考查牛顿第二定律相关知识。分析好受力情况,灵活应用整体法和隔离法受力分析是解决本题的关键。
A杆的密度是B杆的两倍,两根形状完全相同的、粗细均匀的杆A和B,则𝑚𝐴>𝑚𝐵,根据𝐹=𝑚𝑎可𝑎=,𝐹=𝑚𝑎,知,所以𝑎𝐴<𝑎𝐵;设杆长为3𝐿位置处张力为T,则对杆整体受力分析可知:对3𝐿杆𝑚长受力分析有:𝑇=3𝑚𝑎,联立可得:𝑇=3,因AB杆所用拉力相等,故A杆P点处的张力等于B杆P点处的张力。
A杆的密度是B杆的两倍,𝐴𝐵.两根形状完全相同的、粗细均匀的杆A和B,则𝑚𝐴>𝑚𝐵,根据𝐹=𝑚𝑎可知,𝑎=𝑚,所以𝑎𝐴<𝑎𝐵,故AB错误;
𝑇=𝑚𝑎,𝐶𝐷.设杆长为3𝐿位置处张力为T,𝐹=𝑚𝑎,则对杆整体受力分析可知:对3𝐿杆长受力分析有:3𝑇=3,联立可得:因AB杆所用拉力相等,故A杆P点处的张力等于B杆P点处的张力,故C正确,D错误。 故选C。
𝐹1
1
1
𝐹
1
𝐹
𝐹
1
1
10.答案:BD
解析:解:AB、开始时物体做匀速直线运动,则知推力F等于滑动摩擦力,即𝐹=𝑓.某一时刻保持力的大小不变立即使推力反向变成拉力,物体仍然向右运动,滑动摩擦力仍然向左,则合力为𝐹合=𝐹+𝑓=2𝐹,方向向左,根据牛顿第二定律得,物体的加速度𝑎=误,B正确;
CD、地面对物体有支持力和摩擦力,支持力等于重力mg,摩擦力等于F,根据平行四边形定则知,地面对物体的作用力𝐹′=√(𝑚𝑔)2+𝐹2.故C错误,D正确。 故选:BD。
物体原来做匀速直线运动,由平衡条件可求得物体所受的滑动摩擦力大小.改推力为拉力,求出瞬间的合力,从而得出瞬间的加速度大小和方向.地面对物体有支持力和摩擦力作用,结合平行四边形定则求出地面对物体的作用力.
本题考查牛顿第二定律的瞬时性和矢量性,关键要抓住改推力为拉力瞬间,滑动摩擦力没有变化,确定出物体所受的合力,结合牛顿第二定律进行求解.
𝐹合𝑚
=
2𝐹𝑚
,方向水平向左。故A错
11.答案:ABC
解析:解:A、牛顿在伽利略和笛卡儿等科学家研究的基础上,总结出了动力学的一条基本规律--牛顿第一定律,故A正确
B、在日常生活中常见的是较重物体下落的较快,伽利略指出“如果排除空气阻力,那么,所有物体将下落的同样快”,“在科学研究中,懂得忽略什么,有时与懂得重视什么同等重要”.故B正确 C、伽利略的斜面实验其方法的核心是把实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐的结合起来,从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法.故C正确
D、牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,不能通过实验直接验证,故D错误 故选ABC.
对于物理中的重要规律、原理,要明确其提出者,了解所涉及伟大科学家的重要成就.
对于物理学史部分的学习,主要是靠平时的记忆与积累,同时通过学习物理学史培训科学素质和学习兴趣.
12.答案:CD
解析:解:A、小球受到的重mg、斜面的支持力𝐹𝑁1、竖直挡板的水平弹力𝐹𝑁2,设斜面的倾斜角为𝛼 则竖直方向有:𝐹𝑁1𝑐𝑜𝑠𝛼=𝑚𝑔 因为mg和夹角𝛼不变,
无论加速度如何变化,𝐹𝑁1不变且不可能为零,水平方向有:𝐹𝑁2−𝐹𝑁1𝑠𝑖𝑛𝛼=𝑚𝑎,则可知, 若加速度越大,竖直挡板的水平弹力越大,故AB错误;C正确
D、根据牛顿第二定律可知,斜面、挡板对球的弹力与球的重力三者的合力等于ma,故D正确。 故选:CD。
分析小球受到的重mg、斜面的支持力𝐹𝑁2、竖直挡板的水平弹力𝐹𝑁1,然后向水平和竖直分解斜面的支持力𝐹𝑁2,在竖直方向列力的平衡方程,在水平方向列牛顿第二定律方程,根据所列的方程分析即可选出答案。
本题结合力的正交分解考查牛顿第二定律,正确的分析受力与正确的分解力是关键,注意将力分解到水平和竖直方向是解题的关键。
13.答案:AD
解析:
本题考查了受力分析、力的分解、平衡条件的应用,根据图分析力的变化
本题考查动态平衡问题,物体受到重力G、细绳拉力𝐹1、支持力𝐹2三个力构成一个封闭的三角形,随着小球的上升,细绳拉力𝐹1与竖直方向的夹角变小,器壁对小球的支持力𝐹2与竖直方向的夹角变大,则由图可知𝐹1逐渐增大,𝐹2逐渐减小,A、D正确。 故选AD
14.答案:ABC
解析:
当三个力的方向相同时,合力最大,三个力的合力不一定为零,当第三个力不在剩余两个力的合力范围内,合力不能为零。
解决本题的关键掌握两个力的合力范围,从而会通过两个力的合力范围求三个力的合力范围。 解:𝐹1=10𝑁、𝐹2=20𝑁、𝐹3=30𝑁,三个力最大值等于三个力之和,即60N;𝐹1、𝐹2两个力的合力最大为30N,最小为10N,𝐹3=30𝑁,所以三个力最小值是0, 所以合力大小可能是ABC,而D不可能。 故选ABC。
15.答案:BCD
解析:
根据初速度为零的匀变速直线运动的特点分析小球释放的初始位置。根据△𝑥=𝑎𝑇2,判断小球运动的性质,并求出加速度。根据一段时间内中点时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度。 本题相当于打点计时器问题,根据匀变速直线运动的两大推论求出加速度和速度,并判断小球运动性质。
A.若小球做初速度为零的匀变速直线运动,在连续相等时间内,位移之比为:1:3:5…,而题中,1、2、3、4、5…间的位移之比为2:3:4…所以位置“1”不是小球释放的初始位置.故A错; B.由于相邻两点间位移之差等于d,符合匀变速直线运动的特点:△𝑥=𝑎𝑇2,所以小球做匀加速直线运动.故B正确;
𝑑
C、由△𝑥=𝑎𝑇2,得:加速度𝑎=2,故C正确; 𝑇
3𝑑+4𝑑2𝑇
D.小球在位置“3”的速度等于2、4间的平均速度,则有𝑣==
7𝑑2𝑇
,故D正确。
故选BCD
16.答案:(1)2.60;
(2)如图所示;
4.9
解析:
本题考查验证力的平行四边形法则,解决本题的关键知道合力与分力遵循平行四边形定则。 (1)由弹簧测力计指针的位置读出细绳CO对O点的拉力大小;
(2)根据平行四边形定则先作出细绳CO和BO对O点两拉力的合力𝐹合,根据图中给出的标度求出合力。
(1)由图示弹簧测力计指针的位置读出CO对O点的拉力大小为2.60𝑁; (2)根据平行四边形定则求𝐹2与𝐹1的合力,作图如图所示,
由图求出合力是4.9𝑁。 故答案为:(1)2.60; (2)如图所示;
4.9。
17.答案:交流电 0.74 0.62 C
解析:解:(1)常用的电磁式打点计时器和电火花计时器,使用的都是交流电; 电源频率是50Hz,它们每隔𝑇=𝑓=50𝑠=0.02𝑠打一次点。
(2)相邻两计数点间还有4个计时点没有标出,则计数点间的时间间隔𝑡=0.02×5=0.1𝑠; 打b点时的瞬时速度𝑣𝑏=纸带的加速度𝑎=
𝑎1+𝑎2
2
𝑠1+𝑠22𝑡
1
1
=
0.0706+0.0768
2×0.1
𝑚/𝑠≈0.74𝑚/𝑠;
4×0.12
=
𝑠3−𝑠1+𝑠4−𝑠2
2𝑡2
=
0.083−0.0706+0.0892−0.0768
𝑚/𝑠2≈0.62𝑚/𝑠2。
(3)平衡摩擦力时把长木板的右端垫得过高,使得倾角过大,在不挂砝码盘时,
小车受到的合力不为零,小车已经有加速度,𝑎−𝐹图象不过原点,在a轴上有截距,绘出的𝑎−𝐹图象是C。
故答案为:(1)交流电;(2)0.74,0.62; (3)𝐶。
(1)打点计时器是使用交流电源的计时仪器,打点的时间间隔等于交流电的周期。 (2)做匀变速运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度;
做匀变速运动的物体在相邻的相等时间间隔内的位于之差是定值,△𝑥=𝑎𝑡2,据此求出纸带的加速度。
(3)实验时要平衡摩擦力,𝑎−𝐹图不平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,小车受到的合力小于线的拉力,象不过原点,在F轴上有截距;平衡摩擦力时如果木板垫得过高,过平衡摩擦力,在小车受到的合力大于线的拉力,𝑎−𝐹图象不过原点,在a轴上有截距。
打点计时器是常用的计时仪器,它使用交流电,打点时间间隔等于交流电的周期。
18.答案:解:B球保持静止状态,对其受力分析,受重力和拉力,二力平衡,故:
绳子上的弹力:𝐹=𝑚𝐵𝑔=10𝑁 ① 对𝑚𝐴球受力分析,如图, 根据共点力平衡条件:
x方向:𝐹𝑐𝑜𝑠60°−𝑁𝑐𝑜𝑠60°=0 ② 得:𝑁=𝑚𝐵𝑔=10𝑁,
根据牛顿第三定律可知,球A对碗内表面的压力大小为10N, y方向:𝐹𝑠𝑖𝑛60°+𝑁𝑠𝑖𝑛60°−𝑚𝐴𝑔=0 ③ 由①②③代入数据解得: 𝑚𝐴=√3𝑚𝐵=√3𝑘𝑔
答:小球A的质量𝑚𝐴为√3𝑘𝑔,球A对碗内表面的压力大小为10N.
解析:题中装置处于静止状态,两个小球的合力均为零.先对B球受力分析,受重力和拉力,二力平衡,求出拉力,再对A球受力分析,根据共点力平衡条件列式求解A所受的支持力和质量. 本题是简单的连接体问题,先分析受力最简单的物体,再分析受力较复杂的另一个物体,同时要运用正交分解法处理较为方便.
19.答案:解:(1)由图2可知,物件26s时开始减速,减速过程受牵引力为1975N,重力𝐺=𝑚𝑔
由牛顿第二定律可得:
𝑚𝑔−𝐹𝑇=𝑚𝑎
解得:𝑎=0.125𝑚/𝑠2;
因牵引力小于重力,故加速度竖直向下;
(2)对减速过程分析可知,减速时间𝑡2=8𝑠,逆向分析可将匀减速过程视为初速度为零的匀加速直线运动,由运动学公式可得:
𝑣=𝑎𝑡2=0.125×8𝑚/𝑠=1𝑚/𝑠
(3)匀速向上的位移ℎ1=𝑣𝑡1=1×26𝑚=26𝑚 匀减速上升力的位移ℎ2=2𝑡2=则总位移ℎ=
ℎ1+ℎ2
34
𝑣1×82
𝑚=4𝑚
=
26+4
34
𝑚=40𝑚
答:(1)做匀减速运动的加速度大小为0.125𝑚/𝑠2;方向竖直向下; (2)匀速运动的速度大小为1𝑚/𝑠; (3)总位移的大小为40m。
解析:(1)明确题意根据运动过程分析可知,26s后物体开始减速,根据牛顿第二定律可求得加速度的大小和方向;
(2)将匀减速过程逆向分析,根据速度公式即可求出匀速运动的速度;
(3)由题意可知,物件在0时刻开始匀速,根据匀速运动的公式可求得匀速向上的位移,再根据匀变速直线运动公式求得匀减速上升力的位移,两者相加即可得出总位移。
本题考查牛顿第二定律和运动学公式的应用,解题的关键在于明确题意,结合图象正确理解物件的运动过程;注意明确从零时刻开始物件一定是匀速运动。
20.答案:解:(1)小球的加速度与小车的加速度相等,小球受力如图所示,设加速度为
a,由牛顿第二定律可得: 𝑚𝑎=𝑚𝑔𝑡𝑎𝑛30°
解得加速度为:𝑎=𝑔𝑡𝑎𝑛30°=√𝑔
3(2)对木块分析可知,木块受到的摩擦力: 𝐹=𝑀𝑎=
√3𝑀𝑔; 3
33答:(1)小车运动的加速度为√𝑔.
3
(2)木块受到的摩擦力为√𝑀𝑔
3
3
解析:(1)小车和小球的加速度相等,对小球受力分析,求出合力,再根据牛顿第二定律求出小球的加速度,从而得出小车的加速度.
(2)木块的加速度与小车的加速度相等,根据牛顿第二定律求出木块的合力,即摩擦力的大小. 解决本题的关键知道小车、小球、木块具有相同的加速度,关键能够正确地受力分析,运用牛顿第二定律进行求解.
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