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题型:简答题
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简答题 · 15 分

15.如图12所示,有一长度L=1 m、质量M=10 kg的平板小车静止在光滑的水平面上,在小车一端放置一质量m=4 kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.25,要使物块在2 s内运动到小车的另一端,求作用在物块上的水平力F是多少?(g取10 m/s2)

正确答案

 由下图中的受力分析,根据牛顿第二定律有

FFfma①-------------2分

Ff′=Ma②--------------1分

其中FfFf′=μmg③-------1分

由分析图结合运动学公式有

x1at2④--------------1分

x2at2⑤--------------1分

x2x1L⑥---------------2分

由②③解得a=1 m/s2⑦--------1分

由④⑤⑥⑦解得a=1.5 m/s2--------1分

所以FFfmam(μga)=4×(0.25×10+1.5) N=16 N.---------2分

解析

由下图中的受力分析,根据牛顿第二定律有

FFfma①-------------2分

Ff′=Ma②--------------1分

其中FfFf′=μmg③-------1分

由分析图结合运动学公式有

x1at2④--------------1分

x2at2⑤--------------1分

x2x1L⑥---------------2分

由②③解得a=1 m/s2⑦--------1分

由④⑤⑥⑦解得a=1.5 m/s2--------1分

所以FFfmam(μga)=4×(0.25×10+1.5) N=16 N.---------2分

考查方向

牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系.

解题思路

以小车为研究对象,由牛顿第二定律求出加速度,根据匀加速直线运动位移时间公式求出小车的位移,以物块为研究对象,由牛顿第二定律求出物块的加速度,根据匀加速直线运动位移时间公式求出物块的位移,两者运动时间相等且位移之差为车长x,根据位移列方程即可求解.

易错点

位移之间的关系

教师点评

本题是木块在小车滑动的类型,采用隔离法进行研究,要正确分析物体的受力情况,关键要抓住位移之间的关系,运用运动学公式和牛顿第二定律结合进行求解.

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用牛顿第二定律
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题型:简答题
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简答题 · 8 分

13.近年来全国多地雾霾频发,且有愈演愈烈的趋势,空气质量问题备受关注,在雾霾天气下,能见度下降,机动车行驶速度降低,道路通行效率下降,对城市快速路、桥梁和高速公路的影响很大。如果路上能见度小于200米,应开启机动车的大灯、雾灯、应急灯,将车速控制在60km/h以下,并与同道前车保持50米的车距;当能见度小于100米时,驾驶员将车速控制在40km/h以下,车距控制在100米。已知汽车保持匀速正常行驶时受到地面的阻力为车重的0.1倍,刹车时受到地面的阻力为车重的0.5倍,重力加速度为g=10m/s2(空气阻力忽略不计),则:

(1)若汽车在雾霾天行驶的速度为v=54km/h,则刹车后经过多长时间才会停下来?(2)若前车因故障停在车道上,当质量为m=1300kg的后车距已经停止的前车为90m

时紧急刹车,刚好不与前车相撞,则后车正常行驶时的功率为多大?[

正确答案

(1)、t=3s;

(2)、p=39Kw

解析

解:(1)汽车的初速度:v=54km/h=15m/s

刹车后,由牛顿第二定律得:-0.5mg=ma

解得:a=0.5g=-5m/s2

由匀变速直线运动的速度公式得:v′=v+at,

代入数据解得:t=3s

(2)由动能定理得:-f2s=0-mv02

阻力:f2=k2mg,

代入数据解得:v0=30m/s,

正常行驶时,F-f1=0,f1=k1mg=0.1mg,

功率:P=Fv0=0.1×1300×10×30=39000W=39Kw

考查方向

本题主要考查了力与运动的关系、运动学公式、功率。在近几年的各省高考题出现的频率较高。

解题思路

(1)已知受力情况求运动情况,思路:受力分析——由F=ma求a——运动学公式求解t

(2)、由动能定理或运动学公式求v0 ,再由P=Fv0求出功率

易错点

本题属于简单题,只要认真就不会出错。

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用功率
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

汽车尾气是形成雾霾的重要污染源,为减少污染,目前国家提倡使用电动汽车。在平直的公路上一辆电动汽车由甲处从静止开始启动,先做20s的匀加速直线运动速度达到 15 m/s时,再匀速运动240s电动汽车通过乙处。现有一辆质量为m=l000kg的燃油轿车,其发动机的额定输出功率P= 90kw,它也从甲处由静止开始以恒定的输出功率P启动做直线运动,轿车通过乙处时速度达到最高速度30m/s。设轿车运动时所受的阻力不变,轿车每做l焦耳的功排放的气态污染物的质量为k=3 xl0-6g,求:

24.甲乙两地相距多远?

25.燃油轿车从甲地运动到乙地的过程中排放的气态污染物质量为多少?

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)3750m

解析

设甲、乙两地相距x电动汽车在开始t1=20s的时间内:

x1=m

电动汽车在t2=240s的时间内:

x2=vtt2=3600mx=x1+x2=3750m

甲、乙两地相距3750m

考查方向

动能定理的应用,匀变速直线运动的规律,汽车起动的相关问题。

解题思路

由匀变速直线运动的规律,先求出电动汽车在开始t1=20s的时间内的位移,然后在求出匀速运动时的位移,即可得甲、乙两地相距的距离,对于轿车从甲处运动到乙处过程中当达到最大速时,牵引力等于阻力大小,由动能定理求出整个过程中牵引力做的功,然后求出污染物的质量。

易错点

在求解轿车在全过程做的功时,如果用进行运算,时间与电动汽车所用时间不一样,不能混用,此处要用动能定理求解,根据起动的规律,当汽车达到最大速度时,在水平路面上是牵引力等于阻力。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

)35.1g

解析

设轿车从甲处运动到乙处,运动时所受阻力为f     

f==3×103N

W-fx=mvm2     

W=fx+mvm2=117×105J

污染物的质量为Δm=kW=35.1g

考查方向

动能定理的应用,匀变速直线运动的规律,汽车起动的相关问题。

解题思路

由匀变速直线运动的规律,先求出电动汽车在开始t1=20s的时间内的位移,然后在求出匀速运动时的位移,即可得甲、乙两地相距的距离,对于轿车从甲处运动到乙处过程中当达到最大速时,牵引力等于阻力大小,由动能定理求出整个过程中牵引力做的功,然后求出污染物的质量。

易错点

在求解轿车在全过程做的功时,如果用进行运算,时间与电动汽车所用时间不一样,不能混用,此处要用动能定理求解,根据起动的规律,当汽车达到最大速度时,在水平路面上是牵引力等于阻力。

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题型:简答题
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简答题 · 15 分

如图所示,在真空中,沿水平方向和竖起方向建立直角坐标系xOy,在x轴上方有一沿x轴正方向的匀强电场E(电场强度E的大小未知)。有一质量为m,带电量为+q的小球,从坐标原点O由静止开始自由下落,当小球运动到P(0,-h)点时,在x轴下方突然加一竖直向上的匀强电场,其电场强度与x轴上方的电场强度大小相等,且小球从P返回到O点与从O点下落到P点所用的时间相等。重力加速度为g。试求:

27.小球返回O点时速度的大小;

28.匀强电场的电场强度E的大小;

29.小球运动到最高点时的位置坐标。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

设小球从O点运动到P点所用时间为t,在P点的速度为v1,返回O点时的速度为v2,则

            

考查方向

考查带电物体在电场中的运动:这类问题电场只是提供了一个电场力,可以转化为动力学问题求解,联系公式:

解题思路

首先分析小球从O点下落到P点再到O点的运动类型,明确这是两个阶段,应该分开分析,根据时间相等,及位移相等,解得小球回到O点时的速度。

易错点

在做运动学问题时,对公式的选择模糊不清,导致浪费时间,甚至解答困难。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

(2)           

考查方向

考查运动的合成与分解:将运动分解为两个相互垂直的方向求解往往能事半功倍。

解题思路

根据运动学的基本公式解得小球在电场作用下的加速度a,再根据qEmg=ma,解得E的大小。

易错点

在做运动学问题时,对公式的选择模糊不清,导致浪费时间,甚至解答困难。

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

位置坐标为(4h,16h

解析

在竖直方向: 设小球进入x轴上方运动到最高点所用时间为t2,则   所以小球运动到最高点的位置坐标为(4h,16h

考查方向

考查运动学与电场的综合应用。

解题思路

小球进入x轴上方时,将小球的运动分解成竖直方向和水平方向,小球在竖直方向上做减速度为g的减速运动,在水平方向上在电场力作用下做匀加速运动,分别根据运动学公式计算两个方向的位移,得出小球的最高位置坐标。

易错点

在做运动学问题时,对公式的选择模糊不清,导致浪费时间,甚至解答困难。

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题型:简答题
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简答题 · 14 分

11.滑雪度假村某段雪地赛道可等效为长L=36m,倾角为θ=37o的斜坡。已知滑道的积雪与不同滑板之间的动摩擦因数不同,现假定甲先滑下时滑板与赛道的动摩擦因数μ1=0.5,乙后滑时滑板与赛道的动摩擦因数为μ2=0.25,g取10m/s2.已知甲和乙均可看作质点,且滑行方向平行,相遇时不会相撞。求:

(1)甲从坡顶由静止自由滑下时到达坡底的速度大小

(2)若乙比甲晚出发Δt=1s,为追上甲,有人从后面给乙一个瞬时作用使乙获得初速度V0=1m/s,通过计算分析乙能否在甲到达坡底前追上甲;若能追上求出两者在追上前相距的最远距离,若不能追上求出两者到达坡底的时间差。

正确答案

(1)v1=12m/s  

(2)能追上,△x= X-X=1.25m

解析

(1)对甲运动,由牛顿运动定律:m1gsinθ-μ1m1gcosθ=m1a   a=2m/s2

由2aL=v12  (2分)   得:v1=12m/s

(2)甲到达坡底的时间t==6s

对乙:a=gsinθ-gcosθ=4m/s2   设到达坡底时间为t

L=v0tat2  得  t=4s

t+△t<t  故可以追上

设甲出发后经t1,乙与甲达到共同速度v,则:

V= at1= v0+a(t1-△t)  解得:t1=1.5s

X= at12=m        X= v0(t1-△t)+a(t1-△t)2=1m

∴  △x= X-X=1.25m

考查方向

本题主要考查了力学-牛顿运动定律、追击问题    

解题思路

根据位移关系和时间关系列方程解决

易错点

追击问题关键抓住位移关系和时间关系列方程解决

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用牛顿第二定律
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

7.如图所示,两个斜面体AC、BC,上端靠在同一竖直墙面上,下端交于水平面上同一点C , 现让两个质量相同的物体分别从两个斜面的顶端同时由静止释放,则下列说法正确的是( )

A若两个斜面光滑,则沿BC下滑的物体一定先到达C点

B若两个斜面光滑,则两个物体有可能同时到达C点

C若两个斜面粗糙,且粗糙程度相同,则两个物体下滑到C点过程中损失的机械能一定相同

D若两个斜面粗糙,且粗糙程度相同,则两个物体下滑到C点时的动能可能相同

正确答案

B,C

解析

A、B.设C点到墙的距离为L,设斜面与水平方向的夹角为,当两个斜面光滑时,由运动学公式得,解得,由表达式可知,两个物体有可能同时到达C点,故A错误,B正确; C、 若两个斜面粗糙,且粗糙程度相同,两个物体下滑到C点过程中损失的机械能等于克服摩擦力做的功,则克服摩擦力做的功为,从表达式可知,沿两个斜面克服摩擦力做的功是一样的,故C正确; D.由动能定理可得,由于斜面倾角不一样,所以两个物体下滑到C点时的动能不可能相同,故D错误;故本题选BC

考查方向

匀变速直线运动,动能定理,能量转化和守恒定律。

解题思路

由题意推导时间的表达式,从表达式确定是不是同时达到,根据能量转化和守恒定律,损失的机械能等于克服摩擦力做的功,找出克服摩擦力做的功的表达式,最后用动能定理考虑两个物体下滑到C点时的动能的大小。

易错点

正确推导时间表达式,理解能量转化和守恒定律。

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用牛顿第二定律功能关系
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

11.为了测试某汽车的刹车性能,驾驶员驾驶汽车以108km/h的速度在干燥的平直公路上匀速行驶,某时刻驾驶员收到刹车指令,经过一段短暂的反应时间后开始刹车,当车停止后,经测量发现,从驾驶员接到刹车指令到车停下来,汽车行驶的距离为90m。若用同样的方法测试该汽车在雨天的刹车性能,则汽车需要行驶156m的距离才能停下来。已知雨天时轮胎与地面间的动摩擦因数为轮胎与干燥地面间动摩擦因数的一半,若两次刹车过程中驾驶员的反应时间相同,试求该驾驶员的反应时间。

正确答案

t0=0.8s

解析

设路面干燥时,汽车与地面的动摩擦因数为,刹车时汽车的加速度大小为a,汽车运动的总位移s1,反应时间为t,由牛顿第二定律和运动学公式得

       ①

       ②

式中,m和分别为汽车的质量和刹车前的速度。

设在雨天行驶时,汽车与地面的动摩擦因数为,依题意有

=          ③

设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a,汽车运动的总位移s1,由牛顿第二定律和运动学公式得

        ④

       ⑤

联立①②③④⑤式并代入题给数据得t=0.8s

考查方向

1、考查牛顿第二运动定律。

2、考查匀加速直线的基本公式

解题思路

1、根据牛顿第二运动定律求出汽车刹车的减速度大小。

2、根据匀减速运动的基本公式求解该驾驶员的反应时间。

易错点

1、对题意理解不到位。

2、对基本公式记忆不熟。

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用牛顿第二定律
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

11.如图所示,质量M=8 kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力F=8 N,当小车向右运动的速度达到3 m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2 kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长。g=10 m/s2,求:

(1)小物块放上后,小物块及小车的加速度大小;

(2)从小物块放上小车开始,在3 s内小物块通过的位移大小。

正确答案

(1)2 m/s2   0.5m/s2      (2) 8.4m

解析

(1)物块的加速度

对小车分析根据牛顿第二定律得:

(2)两者速度相同时,由,得:t=2s    

在开始2s内小物块的位移:

在接下来的1s物块与小车相对静止,一起做加速运动,根据牛顿第二定律得:

                                          

这1s内的位移

通过的总位移

考查方向

1、考查牛顿第二运动定律:F合外力=ma。2、考查匀加速直线运动的基本公式。

解题思路

1、首先分析物块与小车的受力情况求得合外力,再根据牛顿第二运动定律解得加速度。2、分析物块在3s内的运动类型,分阶段求解小物块运动的位移。

易错点

容易误认为物块在3s内一直做匀加速运动,忽略了不同阶段运动类型不同。

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用牛顿第二定律
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

20.如图,绷紧的水平传送带始终以恒定速度v1运行,初速度大小为v2(v2> v1)的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上滑上传送带,从小物块滑上传送带开始计时,物块在传送带上运动的v-t图象可能的是

A

B

C

D

正确答案

A,C

解析

A、物块滑上传送带,由于速度大于传送带速度,物块做匀减速直线运动,可能会滑动另一端一直做匀减速直线运动,到达另一端时恰好与传送带速度相等,故A正确;

BCD、物块滑上传送带后,物块可能先做匀减速直线运动,当速度达到传送带速度后一起做匀速直线运动,速度的方向保持不变,故BD错误,C正确;故选:AC

考查方向

本题考查牛顿第二定律;图象;匀变速直线运动的速度与时间的关系。

解题思路

物块滑上传送带后,结合摩擦力的方向,得出物块先做匀减速直线运动,有两种可能:1、滑到另一端一直做匀减速直线运动,2、先做匀减速直线运动,再做匀速直线运动。

易错点

根据物体相对传送带的运动方向,判断摩擦力的方向,从而确定物体的运动状态是关键。

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用匀变速直线运动的图像牛顿第二定律
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

如图所示,某货场需将质量为m的货物(可视为质点)从高处运送至地面,现利用固定于地面的倾斜轨道传送货物,使货物由轨道顶端无初速滑下,轨道与水平面成θ=37°角。地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同木板A、B,长度均为l=2m,厚度不计,质量均为m,木板上表面与轨道末端平滑连接。货物与倾斜轨道间动摩擦因数为μ0=0.125,货物与木板间动摩擦因数为μ1,木板与地面间动摩擦因数μ2=0.2。回答下列问题:(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

27.若货物从离地面高h0=1.5m处由静止滑下,求货物到达轨道末端时的速度v0

28.若货物滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求μ1应满足的条件;

29.若μ1=0.5,为使货物恰能到达B的最右端,货物由静止下滑的高度h应为多少?

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

5m/s  ;

解析

货物在倾斜轨道上的受力如图,由牛顿第二定律:

mgsinθ- μmgcosθ=ma0     代入数据解得a0=5m/s2

由运动学公式:   代入数据解得:v0=5m/s

考查方向

本题考查了牛顿运动定律的应用,匀变速直线运动的规律。

解题思路

货物下滑时根据牛顿第二定律求出下滑时的加速度,再根据速度位移关系求出到达末端时的速度;

易错点

由于是两块木板,货物运动到不同的地方时木板的受力不一样,所以当货物滑上木板后正确的受力分析是关键。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

若滑上木板A时,木板不动,由受力分析得

若滑上木板B时,木板B开始滑动,由受力分析得联立④⑤式代入数据得:

考查方向

本题考查了牛顿运动定律的应用,匀变速直线运动的规律。

解题思路

根据木板动与不动的条件求解货物与木板间的动摩擦因数所满足的条件;

易错点

由于是两块木板,货物运动到不同的地方时木板的受力不一样,所以当货物滑上木板后正确的受力分析是关键。

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

2.64m;

解析

由(2)知货物滑上A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动.

货物下滑高度记为h2,到达斜道末端时速度记为v2

货物滑上A时做匀减速运动,加速度大小a1=gμ1=5m/s2

货物离开A时速度记为v3

货物滑上B时,自身加速度大小a2=gμ1=5m/s2

B的加速度大小a3=gμ1-2gμ2=1m/s2

由题意,货物到达B最右端时两者恰好具有共同速度,记为v4

货物做匀减速运动:

B做匀加速运动:

位移关系满足:

代入数据解得:h2=2.64m

考查方向

本题考查了牛顿运动定律的应用,匀变速直线运动的规律。

解题思路

根据28中条件求解μ1=0.5时货物在A、B上运动情况由运动学公式求得货物静止时下滑的高度h

易错点

由于是两块木板,货物运动到不同的地方时木板的受力不一样,所以当货物滑上木板后正确的受力分析是关键。

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题型: 多选题
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多选题 · 3 分

14.甲、乙两物体从地面同时竖直向上运动,甲做竖直上抛运动,乙做加速度大小逐渐减小的减速运动,它们同时到达同一最大高度。则在开始运动时(     )

A甲的加速度可能大于乙的加速度

B乙的加速度一定大于甲的加速度

C甲的速度一定大于乙的速度

D乙的速度可能等于甲的速度

正确答案

B,C

解析

质点乙从位置O竖直向上做加速度a逐渐减小的变减速运动,末速为0;

而甲也从O点被竖直上抛,做匀减速运动,二者经历相同时间,上升相同高度,由这些条件画出质点甲、乙的v﹣t图,如图所示:

由图可知:在开始运动时,v>v,a<a,故AD错误,BC正确;故选:BC.

考查方向

匀变速直线运动规律的综合运用。

解题思路

根据甲和乙的运动特点画出在同一坐标系中画出它们的v﹣t图象,根据图线判断速度的大小关系,结合图线的斜率比较加速度大小。

易错点

若能利用题设条件,画好、分析好两个质点的v﹣t图象,就能很快找到答案

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用竖直上抛运动
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题型:简答题
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简答题 · 6 分

某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移X。(空气阻力对本实验的影响可以忽略)

9.滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为_____________

10.滑块与斜面间的动摩擦因数为_____________

11.(多选)以下能引起实验误差的是____________

A滑块的质量

B当地重力加速度的大小

C长度测量时的读数误差

D小球落地和滑块撞击挡板不同时

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2分)

解析

由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,说明小球和滑块的运动时间相同,

由x=at2和H=gt2得:所以=

考查方向

探究影响摩擦力的大小的因素

解题思路

由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,说明小球和滑块的运动时间相同,由匀加速运动的位移时间公式和自由落体的位移时间公式即可求得加速度的比值;由牛顿第二定律及几何关系即可求得滑块与斜面间的动摩擦因数;由μ的数学表达式就可以知道能引起实验误差的因数,还要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差

易错点

本题考查了匀加速直线运动和自由落体运动的基本公式,要求同学们能学会对实验进行误差分析

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

 (2分)

解析

根据几何关系可知:sinα=,cosα=

对滑块由牛顿第二定律得:mgsinα﹣μmgcosα=ma,且a=

联立方程解得μ=

考查方向

探究影响摩擦力的大小的因素

解题思路

由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,说明小球和滑块的运动时间相同,由匀加速运动的位移时间公式和自由落体的位移时间公式即可求得加速度的比值;由牛顿第二定律及几何关系即可求得滑块与斜面间的动摩擦因数;由μ的数学表达式就可以知道能引起实验误差的因数,还要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差

易错点

本题考查了匀加速直线运动和自由落体运动的基本公式,要求同学们能学会对实验进行误差分析

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

C

解析

由μ得表达式可知,能引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差,同时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差,故选cd.

考查方向

探究影响摩擦力的大小的因素

解题思路

由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,说明小球和滑块的运动时间相同,由匀加速运动的位移时间公式和自由落体的位移时间公式即可求得加速度的比值;由牛顿第二定律及几何关系即可求得滑块与斜面间的动摩擦因数;由μ的数学表达式就可以知道能引起实验误差的因数,还要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差

易错点

本题考查了匀加速直线运动和自由落体运动的基本公式,要求同学们能学会对实验进行误差分析

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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

2..如图所示,质量为M=10kg的小车停放在光滑水平面上。在小车右端施加一个F=10N的水平恒力。当小车向右运动的速度达到2.8m/s时,在其右端轻轻放上一质量m=2.0kg的小黑煤块(小黑煤块视为质点且初速度为零),煤块与小车间动摩擦因数μ=0.20。假定小车足够长。则下列说法正确的是(  )

A煤块在整个运动过程中先做匀加速直线运动稳定后做匀速直线运动

B小车一直做加速度不变的匀加速直线运动

C煤块在3s内前进的位移为9m

D小煤块最终在小车上留下的痕迹长度为2.8m

正确答案

D

解析

小车与物体间的滑动摩擦力为,所以小车的加速度,后来两者一起相对静止共同加速度,所以,所以AB错

经过t秒两者达到共同速度,所以经过t=2s,煤块的位移,C错。同段时间内,小车的位移为,因此产生划痕为2.8m,D对

考查方向

整体法与隔离法的综合应用

解题思路

先通过受力分析求出两者的加速度,然后利用两者最后共同运动求解

易错点

判断物体和小车的加速度,以及划痕的含义的理解

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用牛顿第二定律
1
题型:简答题
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简答题 · 18 分

如图所示,某货场需将质量m1=50kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用光滑倾斜轨道SP、竖直面内弧形光滑轨道PQ,使货物由倾斜轨道顶端距底端高度h=1m处无初速度滑下.两轨道相切于P, 倾斜轨道与水平面夹角为θ=600, 弧形轨道半径R=2m,末端切线水平.地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板AB,长度均为l=4m,质量均为m2=50kg,木板上表面与弧形轨道末端Q相切.货物与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.12.(不考虑货物与各轨道相接处能量损失,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10m/s2)

17.求货物到达弧形轨道始、末端时对轨道的压力.

18.若货物滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求μ1应满足的条件。

19.若μ1=0.30,求货物滑上木板后与木板系统所能产生的热量.

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

750N(2分)和1500N(2分),方向竖直向下(1分)

解析

设货物滑到弧形轨道始、末端时的速度分别为vPvQ,对货物的下滑过程中根据机械能守恒定律得:……………①

………………②

设货物滑到弧形轨道始、末端所受支持力的大小分别为NPNQ,根据牛顿第二定律得:…………………③

…………………………④

联立以上各式并代入数据得NP=750N, NQ=1500N

根据牛顿第三定律,货物到达圆轨道始、末端时对轨道的压力大小分别为750N和1500N,方向竖直向下.…………………………⑤

考查方向

机械能守恒定律;牛顿第二定律

解题思路

物体下滑的过程中,机械能守恒,根据机械能守恒可以得出到达底端时的速度,再由向心力的公式可以求得物体受到的支持力的大小,根据牛顿第三定律可以得到货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小;

易错点

考查了机械能守恒、圆周运动和牛顿运动定律的应用,特别需要注意的是货物在水平面上运动时木板的运动状态,由于是两块木板,所以货物运到到不同的地方时木板的受力不一样

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

0.24<μ1≤0.36(6分)

解析

若滑上木板A时,木板不动,由受力分析得:

μ1m1gμ2(m1+2m2)g ……………………⑥

若滑上木板B时,木板B开始滑动,由受力分析得:μ1m1gμ2(m1m2)g ………⑦

联立并代入数据得0.24<μ1≤0.36.…………………………………………⑧

考查方向

机械能守恒定律;牛顿第二定律

解题思路

货物滑上木板A时,木板不动,说明此时货物对木板的摩擦力小于或等于地面对木板的摩擦力的大小,而滑上木板B时,木板B开始滑动,说明此时货物对木板的摩擦力大于地面对木板B的摩擦力的大小,由此可以判断摩擦因数的范围.

易错点

考查了机械能守恒、圆周运动和牛顿运动定律的应用,特别需要注意的是货物在水平面上运动时木板的运动状态,由于是两块木板,所以货物运到到不同的地方时木板的受力不一样

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

J≈933.3J(7分)

解析

μ1=0.3,由上问可得,货物在木板A上滑动时,木板不动,设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为a1,由牛顿第二定律得μ1m1gm1a1 ……………………⑨

设货物滑到木板A末端时的速度为v1,由运动学公式得:v=-2a1l ………⑩

联立并代入数据得v1=4m/s ………………⑾

货物滑过木板A系统产生的热量Q1=μ1m1gl=600J……………………⑿

设货物滑上木板B经过时间t,货物与木板B达到共同速度v2,木板B的加速度为a2,由运动学公式和牛顿第二定律,有:v2=a2t……………………⒀

v2= v1a1t……………………⒁

μ1m1g-(m1m2)g=m2a2………………………………⒂

木板运动位移x2=………………⒃

货物运动位移x1=………………⒄

货物相对木板B位移=x1x2

联立以上各式并代入数据得:m…………………⒅

l=4m,可见:货物与木板B达共同速度后,由于μ1μ2,故两者整体在水平面做匀减速运动直至停止,

货物与木板B系统产生的热量Q2=μ1m1g=J………………………⒆

∴货物滑上木板系统所产生的热量Q=Q1+Q2=J≈933.3J……………⒇

考查方向

机械能守恒定律;牛顿第二定律

解题思路

由匀变速直线运动的规律可以求得.

易错点

考查了机械能守恒、圆周运动和牛顿运动定律的应用,特别需要注意的是货物在水平面上运动时木板的运动状态,由于是两块木板,所以货物运到到不同的地方时木板的受力不一样

1
题型: 单选题
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单选题 · 3 分

16.某物体以初速度v0从固定斜面的底端沿斜面上滑,斜面足够长,斜面与物体间的动摩擦因数μ=0.5,其动能Ek随离开斜面底端的距离s变化的图线如图所示,g取10m/s2,不计空气阻力,则以下说法正确的是(   )

A物体的质量为m=1kg

B斜面与物体间的摩擦力大小f=4N

C物体在斜面上运动的总时间t=2s

D斜面的倾角θ=37o

正确答案

D

解析

A、B、D、设斜面的倾角是θ,物体的质量是m,物体向上运动的过程中受到重力、支持力和向下的摩擦力;物体向下滑动的过程中受到重力.支持力和向上的摩擦力,由图象可知物体向上滑动的过程中,EK1=25J,EK2=0J,位移x=5m,下滑回到原位置时的动能,EK3=5J向上滑动的过程中,由动能定理得:EK2﹣EK1=﹣mgsinθ•x﹣fx,向下滑动的过程中,由动能定理得:EK3﹣EK2=mgsinθ•x﹣fx,代入数据解得f=2N

mgsinθ=3N又:f=μmgcosθ,所以:N,,所以:θ=37°,kg.故AB错误, D正确;C、物体向上时的加速度m/s2,物体向下时的加速度:m/s2,物体的初速度:m/s=10m/s物体回到原点的速度:m/s,向上运动时间t1=s,向下运动的时间:s,物体在斜面上运动的总时间t=s.故C错误.

考查方向

功能关系;摩擦力的判断与计算;动能定理

解题思路

对物体进行受力分析,得出物体向上滑动的过程中的受力与物体下滑的过程中的受力,运用动能定理把动能和位移的关系表示出来.

把物理表达式与图象结合起来,根据图象中的数据求出未知物理量.

易错点

利用数学图象处理物理问题的方法就是把物理表达式与图象结合起来,根据图象中的数据求解.一般我们通过图象的特殊值和斜率进行求解

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用牛顿第二定律动能 动能定理
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