1.如图,在倾角为 α 的固定光滑斜面上,有一用绳子栓着的长木板,木板上站着一只猫.已知木板的质量是猫的质量的 2 倍.当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变.则此时木板沿斜面下滑的加速度为
解:木板沿斜面加速下滑时,猫保持相对斜面的位置不变,即相对斜面静止,加速度为零.将木板和猫作为整体,根据牛顿第二定律 F 合 =F 猫 +F 板 =0+2ma(a 为木板的加速度),整体受到的合力的大小为猫和木板沿斜面方向的分力的大小,
即 F 合 =3mgsinα,解得 a= gsinα,所以 C 正确.
2.如图,滑块 A 置于水平地面上,滑块 B 在一水平力作用下紧靠滑块 A(A、B接触面竖直),此时 A 恰好不滑动,B 刚好不下滑.已知 A 与 B 间的动摩擦因数为 μ₁,A 与地面间的动摩擦因数为 μ₂,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与 B 的质量之比为( )
解:对 A、B 整体分析,受重力、支持力、推力和最大静摩擦力,根据平衡条件,有:
F=μ₂(m₁+m₂ )g ①
再对物体 B 分析,受推力、重力、向左的支持力和向上的最大静摩擦力,根据平衡条件,有:
水平方向:F=N ;竖直方向:m₂g=f;且:f=μ₁N; 联立有:m₂g=μ₁F ②
联立①②解得:选项B
3.如图,一半径为 R,粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径 POQ水平,一质量为 m 的质点自 P 点上方高度 R 处由静止开始下落,恰好从 P 点进入轨道,质点滑到轨道最低点 N 时,对轨道的压力为 4mg,g 为重力加速度的大小,用 W 表示质点从 P 点运动到 N 点的过程中克服摩擦力所做的功,则( )
A.W= 0.5*mgR,质点恰好可以到达 Q 点
B.W>0.5* mgR,质点不能到达 Q 点
C.W=0.5* mgR,质点到达 Q 点后,继续上升一段距离
D.W< 0.5*mgR,质点到达 Q 点后,继续上升一段距离
4.以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时,一个物体所受空气阻力可忽略,另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比,下列用虚线和实线描述两物体运动的 v﹣t 图象可能正确的是( )
解:没有空气阻力时,物体只受重力,是竖直上抛运动,v﹣t 图象是直线;
有空气阻力时,上升阶段,根据牛顿第二定律,有:mg+f=ma,故 a=g+f/m ,由于阻力随着速度减小而减小,故加速度逐渐减小,最小值为 g;
有空气阻力时,下降阶段,根据牛顿第二定律,有:mg﹣f=ma,故 a=g﹣f/m ,由于阻力随着速度增大而增大,故加速度减小;
v﹣t 图象的斜率表示加速度,故图线与 t 轴的交点对应时刻的加速度为 g,切线与虚线平行;
答案:D.
5.如图,在固定斜面上的一物块受到一外力 F 的作用,F 平行于斜面向上.若要物块在斜面上保持静止,F 的取值应有一定范围,已知其最大值和最小值分别为 F₁ 和 F₂.由此可求出
A.物块的质量
B.斜面的倾角
C.物块与斜面间的最大静摩擦力
D.物块对斜面的正压力
解:A、B、C、对滑块受力分析,受重力、拉力、支持力、静摩擦力,设滑块受到的最大静摩擦力为 f,物体保持静止,受力平衡,合力为零;
当静摩擦力平行斜面向下时,拉力最大,有:F₁﹣mgsinθ﹣f=0---- ①;
当静摩擦力平行斜面向上时,拉力最小,有:F₂+f﹣mgsinθ=0 ----②;
联立解得:f=(F₁- F₂)/2,故 C 正确;mgsinθ=(F₁-+F₂)/2 ,由于质量和坡角均未知,故 A 错误,B 错误;
D、物块对斜面的正压力为:N=mgcosθ,未知,故 D 错误;
答案:C
6.假设地球可视为质量均匀分布的球体,已知地球表面重力加速度在两极的大小为 g0 ,赤道的大小为 g;地球自转的周期为 T,引力常量为 G.则地球的密度为( )
7.质点是一种理想化的物理模型,下面对质点的理解正确的是( )
A.只有体积很小的物体才可以看作质点
B.只有质量很小的物体才可以看作质点
C.研究月球绕地球运动的周期时,可将月球看作质点
D.因为地球的质量、体积很大,所以在任何情况下都不能将地球看作质点
解:
A、体积很小的物体也不一定就能够看成质点,比如原子的体积很小,但是在研究原子的运动时原子是不能看成质点的,所以 A 错误.
B、地球的质量很大,在研究地球绕太阳转动的过程中地球的大小和形状是可以忽略的,能看成质点,所以并不是只有质量很小的物体才可以看作质点,所以 B
错误.
C、研究月球绕地球运动的周期时,月球的体积相对于和地球之间的距离来说是可以忽略的,所以可将月球看作质点,所以 C 正确.
D、根据 B 的分析可知 D 错误.
8.物体 A、B 的 s﹣t 图象如图所示,由图可知( )
解:
A、由图看出,两图线的斜率都大于零,说明两物体都沿正方向运动,运动方向相同.图线 A 的斜率大于图线 B 的斜率,说明 A 的速度大于 B 的速度,即 v A >v B .故 A 正确.
B、物体 A 从原点出发,而 B 从正方向上距原点 5m 处出发,出发的位置不同.物体 A 比 B 迟 3s 才开始运动.故 B 错误.
C、5s 末两图线相交,说明 5s 末两物体到达同一位置相遇.但两物体 5s 内通过的位移不同,A 通过的位移为△x A =10m﹣0=10m,物体 B 通过的位移为△x B =10m﹣5m=5m.故 C 错误.
D、由上知道,5s 内 A 通过的位移大于 B 的位移,所以 5s 内 A 的平均速度大于B 的平均速度.故 D 错误.
答案 A
9.一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为 F1 的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度为 v,若将水平拉力的大小改为 F 2 ,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为 2v,对于上述两个过程,用 WF1 、WF2 分别表示拉力 F1 、F2 所做的功,Wf1 、Wf2 分别表示前两次克服摩擦力所做的功,则( )
A.WF2>4WF1 ,Wf2 >2Wf1
B.WF2 >4WF1 ,Wf2 =2Wf1
C.WF2<4WF1 ,Wf2 =2Wf1
D.WF2<4WF1 ,Wf2 <2Wf1
10.一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动机的功率 P 随时间 t 的变化如图所示.假定汽车所受阻力的大小 f 恒定不变.下列描述该汽车的速度 v随时间 t 变化的图线中,可能正确的是( )
解:
在 0﹣t₁ 时间内,如果匀速,则 v﹣t 图象是与时间轴平行的直线,如果是加速,根据 P=Fv,牵引力减小;根据 F﹣f=ma,加速度减小,是加速度减小的加速运动,当加速度为 0 时,即 F₁=f,汽车开始做匀速直线运动,此时速度v₁ =P₁/F₁ =P₁/f₁ .所以 0﹣t₁ 时间内,v﹣t 图象先是平滑的曲线,后是平行于横轴的直线;
在 t₁﹣t₂ 时间内,功率突然增加,故牵引力突然增加,是加速运动,根据 P=Fv,牵引力减小;再根据 F﹣f=ma,加速度减小,是加速度减小的加速运动,当加速度为 0 时,即 F₂=f,汽车开始做匀速直线运动,此时速度 v₂=P₂/F₂ =P₂/f₂ = .
所以在 t₁﹣t₂时间内,即 v﹣t 图象也先是平滑的曲线,后是平行于横轴的直线.故 A 正确,BCD 错误;
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