故选:BC. 点评: 本题考查了判断摩擦力方向、求加速度、求动摩擦因素与斜面倾角问题,根据图示图象分析清楚物体的运动过程,应用加速度的定义式、牛顿第二定律即可正确解题.
三、填空题:本题共2小题,共计14分.把答案直接填在相应的横线上.
13.某学习小组设计了一种粗测小物体质量的方法.使用的器材有细绳、硬纸板、支架、刻度尺、铅笔、白纸、自制小滑轮、已知质量的小物块和若干待测小物体等.简化的实验装置如图所示,在A点固定一根细绳AP,以A为圆心、AP为半径描出圆弧CD,直线AC水平,AD竖直.在B点固定小滑轮,一根细绳绕过小滑轮,一端悬挂小物块(质量m0已知),另一端连接绳端P点.在结点P悬挂不同质量的待测小物体m,
平衡时结点P处在圆弧CD上不同的位置.利用学过的物理知识,可求出结点P在圆弧CD上不同的位置时对应的待测物体的质量值m,并标在CD弧上.
(1)在圆弧CD上从C点至D点标出的质量值应逐渐 增大 (填写“增大”或“减小”); (2)如图所示,BP延长线交竖直线AD于P′点,用刻度尺量出AP′长为l1,PP′长为l2,则在结点P处标出的质量值应为
.
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: 先对物体m0分析,受重力和拉力,根据平衡条件求解PB绳子的拉力;再对结点P受力分析,受三个拉力,根据平衡条件并结合合成法列式求解出各个力的表达式进行分析. 解答: 解:(1)对物体m0分析,受重力和拉力,根据平衡条件,有: T=m0g…①
再对结点P受力分析,如图所示:
图中的力三角形与几何三角形APP′相似,故:
…②
解得:
联立①②解得: m=
=
越靠近D点,m增大; 故答案为:(1)增大;(2)
.
点评: 本题是三力平衡问题,关键是结合共点力平衡条件列式求解出表达式进行分析,基础题目.
14.在用电火花计时器“研究匀变速直线运动”的实验中,如图1所示的是一次记录小车运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点未画出.
(1)根据 纸带相邻相等时间间隔内的位移差相等 可以判定小车做匀加速运动. (2)根据运动学有关公式可求得 vB=1.38m/s,vC= 2.64 m/s,vD=3.90m/s. (3)利用求得的数值在图2中作出小车的v﹣t图线(以打A点时开始记时).
2
(4)利用纸带上的数据或者v﹣t图线求出小车运动的加速度a= 12.6 m/s.
(5)将图线延长与纵轴相交,交点的纵坐标是0.12m/s,此速度的物理意义是: 打点计时器打下计时点A时纸带对应的速度 .
考点: 探究小车速度随时间变化的规律. 专题: 实验题;直线运动规律专题.
分析: 根据纸带相邻相等时间间隔内的位移差相等可以判定小车做匀加速运动.
纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度. 解答: 解:(1)根据纸带相邻相等时间间隔内的位移差相等可以判定小车做匀加速运动. (2)利用匀变速直线运动的推论得: vC=
=2.64m/s
(3)根据描点法作图,图象如图所示, (4)加速度a=
=12.6m/s.
2
(5)此速度的物理意义是打点计时器打下计时点A时纸带对应的速度. 故答案为:(1)相邻相等时间间隔内的位移差相等; (2)2.64;
(3)如图所示; (4)12.6;
(5)打点计时器打下计时点A时纸带对应的速度
点评: 要注意单位的换算
对于纸带的问题,我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律.
三、解答题:本题共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.只写出最后答案不得分.有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位.
15.如图所示,一小物体所受的重力为100N,用细线AC、BC和轻弹簧吊起,处于平衡状态.已知弹簧原长为1.5cm,劲度系数k=8000N/m,细线AC长为4cm,∠BAC=30°,∠CBA=60°,求细线AC、BC对小物体的拉力各是多少?
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: 以C为研究对象进行受力分析,正交分解,然后根据平衡条件列方程求解即可. 解答: 解:由题意可知:弹簧此时的长度L=BCcos30°=2cm>1.5cm,故弹簧被拉长,且x=0.5cm.
物体的受力如图所示,
则:
TAcos30°﹣TBsins60°=0
TBcos30°+TAsins60°+kx﹣mg=0 解得:TA=30N TB=30N
答:细线AC、BC对小物体的拉力分别为30N和30N. 点评: 本题考查正交分解以及平衡条件的应用,属于常规题.
16.2013年元月开始实施的最严交规规定:黄灯亮时车头已越过停车线的车辆可以继续通行,车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯,属于交通违章行为.我国一般城市路口红灯变亮之前绿灯和黄灯各有3s的闪烁时间.国家汽车检测标准中有关汽车制动初速度与刹车距离的规定是这样的:小客车在制动初速度为14m/s的情况下,制动距离不得大于20m. (1)若要确保小客车在3s内停下来,汽车刹车前的行驶速度不能超过多少?
(2)某小客车正以v0=8m/s的速度驶向路口,绿灯开始闪时车头距离停车线L=36.5m,小客车至少以多大的加速度匀加速行驶才能不闯黄灯?已知驾驶员从眼睛看到灯闪到脚下采取动作的反应时间是0.5s.
考点: 匀变速直线运动的速度与位移的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系. 专题: 直线运动规律专题.
分析: (1)根据匀变速直线运动的速度位移公式求出汽车刹车的加速度大小,结合速度时间公式,采用逆向思维求出汽车刹车前的速度大小.
(2)小客车在反应时间内做匀速直线运动,抓住匀速运动的位移和匀加速直线运动的位移超过36.5m,求出汽车匀加速运动的加速度 解答: 解:(1)根据速度位移公式得:
,
解得小客车刹车的最小加速度为:a=.
则汽车刹车前行驶的速度最大值为:v0m=at=4.9×3m/s=14.7m/s.
(2)在反应时间内小客车匀速运动的距离为:L0=v0△t=8×0.5 m=4 m 车匀加速运动的距离为:
L′=L﹣L0=36.5 m﹣4 m=32.5 m
从绿灯闪到黄灯亮起这3 s内小客车加速运动的时间为: t′=t﹣△t=3 s﹣0.5 s=2.5 s
设小客车加速时的加速度为a′,得:L′=v0t′+a′t′
代入数据,化简得:a′=4.0 m/s. 答:(1)小客车刹车前的行驶速度不超过14.7m/s;
2
(2)汽车至少以a=4m/s的加速度匀加速行驶才能不闯黄灯.
2
2
点评: 解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论,并能灵活运用,有时运用推论求解会使问题更加简捷.
17.足球比赛中,经常使用“边路突破,下底传中”的战术,即攻方队员带球沿边线前进,到底线附近进行传中.某足球场长90m、宽60m.攻方前锋在中线处将足球沿边线向前踢出,
2
足球的运动可视为在地面上做初速度为12m/s的匀减速直线运动,加速度大小为2m/s.试求:
(1)足球从开始做匀减速运动到停下来的位移为多大?
(2)足球开始做匀减速直线运动的同时,该前锋队员沿边线向前追赶足球.他的启动过程
2
可以视为初速度为0,加速度为2m/s的匀加速直线运动,他能达到的最大速度为8m/s.该前锋队员至少经过多长时间能追上足球?
考点: 匀变速直线运动的速度与位移的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系. 专题: 直线运动规律专题.
分析: (1)根据速度时间公式求出足球做匀减速运动到停下来的时间,结合平均速度的推论求出匀减速运动的位移.
(2)根据速度时间公式和位移公式求出前锋队员达到最大速度时的时间和位移,判断是否追上足球,若未追上,前锋队员将匀速追赶,根据位移关系求出追及的时间. 解答: 解:(1)已知足球的初速度为v1=12m/s,加速度大小为a1=2m/s 足球做匀减速运动的时间为:t1=
=6s
2
位移为:x1=t1=36m
2
(2)已知前锋队员的加速度为a2=2m/s,最大速度为v2=8m/s,前锋队员做匀加速运动达到最大速度的时间和位移分别为: t2=
=4s
x2=t2=16m
之后前锋队员做匀速直线运动,到足球停止运动时,其位移为: x3=v2(t1﹣t2)=16m
由于x2+x3<x1,故足球停止运动时,
前锋队员没有追上足球,然后前锋队员继续以最大速度匀速运动追赶足球,利用公式x1﹣(x2+x3)=v2t3,得:t3=0.5s
前锋队员追上足球的时间t=t1+t3=6.5s.
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