7.如图所示,光滑水平面上,两物体用轻弹簧连接在一起。
的质量分别为
,在拉力作用下,
共同做匀加速直线运动,加速度大小为,某时刻突然撤去拉力,此瞬时A和B的加速度大小为和,则( )
A. B.
C. 【答案】D
D.
8.如图所示,在绳下端挂一物体,用力F作用于O点,使悬线偏离竖直方向的夹角为α,且保持物体平衡。设F与水平方向的夹角为β,在保持α角不变的情况下,要使拉力F的值最小,则β应等于 ( )
A. α B. π C. 0 D. 2α 【答案】A
二、多选题
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9.如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同.三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示.则下列说法正确的是( )
A. A物体受的摩擦力不是零,方向向右 B. 三个物体只有A物体受的摩擦力是零 C. B、C受的摩擦力大小相等,方向相反 D. B、C受的摩擦力大小相等,方向相同 【答案】BD
10.一个物体在8个共点力的作用下处于静止状态。现在撤去其中的两个力,这两个力的大小分别是25N和30N,其余6个力保持不变,则该物体所受合力大小可能是( ) A. 40N B. 20N C. 4N D. 0 【答案】C
11.如图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面体P连接,P的斜面与固定挡板MN接触且处于静止状态,则斜面体P此刻所受的外力个数有可能为
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个 【答案】AC
12.如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v—t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的、、均为已知量,则可求出
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A. 斜面的倾角 B. 物块的质量
C. 物块与斜面间的动摩擦因数 D. 物块沿斜面向上滑行的最大高度 【答案】ACD
三、填空题:
13.求一个力的分力,叫力的分解,分解力必须遵循__________定则,分解力时通常按______________分解。 【答案】 (1). 平行四边形 (2). 力的作用效果
14.有三个力,6N、7N,分别为12N、则这三个力的合力的最大值是________N,合力的最小值是_______N。 【答案】 (1). 25 (2). 0
15.如下图所示为一高层电梯上升过程的v-t图像。电梯在12s内上升的高度为____m,这过程中质量为50kg的人对电梯的最大压力为____N,最小压力为____N。(g=10
)
【答案】 (1). 72 (2). 700 (3). 400
16.如图所示,质量m=10 kg的物体在水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,与此同时物体受到一个水平向右的推力F=20 N的作用,则物体产生的加速度大小是____________,方向
2____________.(g取10 m/s)
2
【答案】 (1). 4 m/s (2). 水平向右
17.一物块沿倾角为θ的固定斜面上滑,到达最大高度处后又返回斜面底端。已知物块下滑的时间是上滑时间的2倍。则物块与斜面间的动摩擦因数为_________ 【答案】0.6tanθ
18.某同学利用如图甲所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系。
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图甲
①打点计时器使用的电源是______(选填选项前的字母)。 A.交流电源 B.直流电源
②他用小木块将长木板无滑轮的一端垫高,目的是平衡摩擦力。具体操作是:把木板垫高后,小车放在木板上,在不挂小桶且计时器__________(选填“打点”或“不打点”)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。
实验时保持小桶和砝码的总质量远小于小车的质量,其目的是_______(选填选项前的字母)。 A.小车所受的拉力近似等于小车所受的合力 B.小车所受的拉力近似等于小桶和砝码的总重力 C.保证小车运动的加速度不超过当地重力加速度
③图乙是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。相邻的计数点之间的距离分别为:
。已知打点计时器的工作
频率为50Hz,则小车的加速度a=________
(结果保留两位有效数字)。
图乙
【答案】 (1). ① A (2). ② 打点 (3). B (4). ③ 0.41~0.43
四、计算题:
19.如图所示,小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上,设小球质量m=1kg,斜面倾角θ=30°,细绳与竖直方向夹角α=30°,光滑斜面体的质量M=3kg,置于粗糙水平面上,整个系统处于静止状态,
2
重力加速度g取10m/s 。求:
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⑴细绳对小球拉力的大小;
⑵地面对斜面体的摩擦力的大小和方向。 【答案】(1)【解析】 【分析】
(1)以小球为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据平衡条件求解悬线对小球拉力大小.
(2)以小球和斜面整体为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据平衡条件求解地面对斜面的摩擦力的大小和方向.
【详解】(1)以小球为研究对象,受力分析如图: F=mg Tcos30°=F
(2)
方向水平向左。
得:
(2)系统静止,以小球和斜面整体为研究对象,受力分析如图 f=Tcos60°=方向水平向左
【点睛】对小球和斜面进行受力分析,运用力的合成或分解结合共点力平衡条件解决问题.选择好合适的研究对象有事半功倍的效果.
20.如图所示,水平地面上有一质量m=2kg的物块,物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2,在与水平方向=0.6,cos37º=0.8,成θ=37°角斜向下的推力F=10N作用下由静止开始向右做匀加速直线运动。已知sin37º重力加速度g取10m/s,不计空气阻力。求:
2
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(1)物块运动过程中所受滑动摩擦力的大小; (2)物块运动过程中加速度的大小; (3)物块运动5s所通过的位移大小
2
【答案】(1)5.2N (2)1.4m/s (3)17.5m
【解析】
试题分析:(1)物块沿竖直方向所受合力为零,设物块受地面的支持力为N,因此有 N=mg+Fsin37º=26N…(2分)
物块运动过程中所受的滑动摩擦力大小f=μN=5.2N …(1分)
(2)设物块的加速度大小为a,根据物块沿水平方向的受力情况,由牛顿第二定律有 Fcos37º-f=ma……(2分) 解得:a=1.4m/s2 …(1分)
2
(3)物块运动5.0s所通过的位移大小s=at/2=17.5m…(2分)
考点:匀变速直线运动及其公式、图像牛顿运动定律、牛顿定律的应用。
21.车厢内一质量为m=2kg的光滑小球,在绳牵引作用下小球随车一起向右匀加速直线运动,绳与车壁夹角θ=37°,求:
2
(1)当=6m/s时,绳上拉力T=? 2
(2)=10m/s时,绳上拉力T=?
【答案】(1)25N(2)20N 【解析】 【分析】
小球在拉力、支持力及重力的作用下,向右做加速直线运动,由牛顿第二定律可求出当小球与车壁间的弹力为零时的临界加速度a0,当加速度取不同值时判断小球所处的状态,根据牛顿第二定律求解绳上拉力。
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【详解】当小球与车壁间的弹力为零时,设此时小球的加速度为a0,对小球受力分析可得:
2
解得:a0=7.5m/s
22
(1)因为a1=6m/s< a0=7.5m/s ,则小球和车壁间存在弹力
对小球受力分析得:在竖直方向上由平衡条件得: 解得:
22
(2)因为a2=10m/s> a0=7.5m/s ,则小球已离开车壁飘起,小球仅受重力和绳拉力两个力,这两个力的合
力沿水平方向,产生a2的加速度,则有牛顿第二定律得:
解得:
22.如图所示,质量为M=8kg的放在光滑水平面上,在小车左端加一水平推力F=8N,当小车向右运动的速度达到3m/s时,在小车右端轻轻地放一个大小不计、质量m=2kg的小物块,小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,g取10m/s,则:
2
(1)放上小物块后,小物块及小车的加速度各为多大? (2)经多长时间两者达到相同的速度?
(3)从小物块放上小车开始,经过t=3s小物块通过的位移为多少? 【答案】(1)0.5m/s(2)2s(3)8.4m 【解析】 【分析】
根据匀变速直线运的速度时间关系,分别由牛顿第二定律求出M和m的加速度,从而求出速度相等时的时间关系;根据先求出小物块在达到与小车速度相同时的位移,再求出小物块与小车一体运动时的位移即可.
【详解】(1)将小物块轻轻地放在车上时,小物块和车之间发生相对运动,则由牛顿第二定律得: 对小物块: 解得: 对小车:
2
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解得:
(2)由题意知,小物块和小车均做匀加速直线运动,则: 小物块的末速度为:小车的末速度为:
解得:
2s后小车和小物块相对静止, (3)一起向右做匀加速运动,设其整体的加速度为,则由牛顿第二定律得:
解得:
则小物块前2s的位移为:第3s的位移:
从小物块放上小车开始,经过t=3s小物块通过的位移为:
【点睛】此题关键是能用整体法和隔离法正确的对物体进行受力分析,注意分析物体运动过程的变化,不能死套公式求结果.
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