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题型:简答题
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简答题 · 12 分

20.如图所示,绝缘水平面上的AB区域宽度为d,带正电、电量为q的小滑块以大小为v0的初速度从A点进入AB区域,当滑块运动至区域的中点C时,速度大小为vC=v0,从此刻起在AB区域内加上一个水平向左的匀强电场,电场强度E保持不变,并且AB区域外始终不存在电场.

(1)求滑块受到的滑动摩擦力大小;

(2)若加电场后小滑块受到的电场力与滑动摩擦力大小相等,求滑块离开AB区域时的速度;

(3)要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长,电场强度E应满足什么条件?并求这种情况下滑块离开AB区域时的速度.

正确答案

解:(1)滑块从A到C过程,由动能定理得:

﹣f•=mvC2mv02

解得:f=

(2)设滑块所受滑动摩擦力大小为f,则滑块从A点运动至C点过程,

由动能定理得:﹣f•=mvC2mv02

假设最后滑块从B点离开AB区域,则滑块从C点运动至B点过程,

由动能定理得:(qE1+f)=m(vc2﹣vB2

将vc=v0、qE1=f

代入解得:vB=v0

由于滑块运动至B点时还有动能,因此滑块从B点离开AB区域,速度大小为v0,方向水平向右.

(3)要使小滑块在AB区域内运动的时间到达最长,必须使滑块运动至B点停下,然后再向左加速运动,最后从A点离开AB区域.

滑块从C点运动至B点过程,由动能定理得:(qE2+f)=mvc2

由①④两式可得电场强度:E2=

滑块运动至B点后,因为qE2=2f>f,所以滑块向左加速运动,

从B运动至A点过程,由动能定理得:

(qE2﹣f)d=mvA2

由以上各式解得滑块离开AB区域时的速度

vA=v0(方向水平向左);

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用滑动摩擦力牛顿第二定律
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题型:简答题
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简答题 · 4 分

9.如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面.若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中()A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B.鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等C.若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大D.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面

正确答案

BD

知识点

滑动摩擦力牛顿运动定律的综合应用
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题型: 多选题
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多选题 · 4 分

9.如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面.若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中(  )

A桌布对鱼缸摩擦力的方向向左

B鱼缸在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等

C若猫增大拉力,鱼缸受到的摩擦力将增大

D若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面

正确答案

B,D

解析

桌布向右拉出时,鱼缸相对于桌布有向左的运动,故鱼缸受到的摩擦力向右;故A错误;由于鱼缸在桌面上和在桌布上的动摩擦因数相同,故受到的摩擦力相等,则由牛顿第二定律可知,加速度大小相等;但在桌面上做减速运动,则由v=at可知,它在桌布上的滑动时间和在桌面上的相等;故B正确;鱼缸受到的摩擦力为滑动摩擦力,其大小与拉力无关,只与压力和动摩擦因数有关,因此增大拉力时,摩擦力不变;故C错误;猫减小拉力时,桌布在桌面上运动的加速度减小,则运动时间变长;因此鱼缸加速时间变长,桌布抽出时的位移以及速度均变大,则有可能滑出桌面;故D正确;故选:BD.

考查方向

牛顿运动定律的综合应用

解题思路

根据摩擦力性质可判断鱼缸受到的摩擦力方向以及拉力变化时摩擦力的变化情况;再根据牛顿第二定律以及运动学公式进行分析,明确拉力变化后运动位移的变化情况.

易错点

本题考查牛顿第二定律以及摩擦力的应用,分析判断鱼缸受到的摩擦力是解题的关键,同时,还要注意掌握物体的运动情况,能根据牛顿第二定律进行分析.

知识点

滑动摩擦力牛顿运动定律的综合应用
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

下列说法正确的是

A机械波的振幅与波源无关

B机械波的传播速度由介质本身的性质决定

C物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反

D动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关

正确答案

B

解析

解析:机械波的振幅由波源决定,A错的;波速由介质决定,B对的;静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反,C错的;动摩擦因数的数值由接触面的粗糙程度即材料有关,D错的。

知识点

静摩擦力和最大静摩擦力波的形成和传播
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

6.如图所示,在垂直纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场中,质量为m,带电量为+q的小球穿在足够长的水平固定绝缘的直杆上处于静止状态,小球与杆间的动摩擦因数为.现对小球施加水平向右的恒力F0,在小球从静止开始至速度最大的过程中,下列说法中正确的是()(全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.)

A直杆对小球的弹力方向不变

B直杆对小球的摩擦力先减小后增大

C小球运动的最大加速度为

D小球的最大速度为

正确答案

B,C

解析

小球开始滑动时根据牛顿第二定律有:F0-μ(mg-qvB)=ma,随v增大,a增大,当时,a达最大值,摩擦力f=μ(mg-qvB)最小;此时洛伦兹力等于mg,支持力等于0,此后随着速度增大,洛伦兹力增大,支持力反向增大,此后滑动过程中有:F0-μ(qvB-mg)=ma,随v增大,a减小,当a=0,此时达到平衡状态,速度不变且最大,则最大速度为,此时的摩擦力f=μ(qvB-mg)随速度的增大而增大,所以整个过程中,v先增大后不变;a先增大后减小,摩擦力先减小后增大,故BC正确,AD错误;

考查方向

运动电荷在磁场中受到的力——洛仑兹力;牛顿第二定律;左手定则

解题思路

小球从静止开始运动,受到重力、支持力、洛伦兹力、摩擦力,根据牛顿第二定律表示出加速度,进而分析出最大速度和最大加速度.

易错点

关键是正确的对小球进行受力分析,抓住当速度增大时,洛伦兹力增大,比较洛伦兹力与重力的大小关系,得出摩擦力的变化情况.

知识点

滑动摩擦力牛顿第二定律运动电荷在磁场中受到的力
1
题型:简答题
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简答题 · 18 分

如图所示,将小物块(可视为质点)平放在水平桌面的一张薄纸上,对纸施加恒定水平 拉力将其从物块底下抽出,物块的位移很小,人眼几乎观察不到物块的移动。 已知物块的质量为 M,纸与桌面、物块与桌面间的动摩擦因数均为 μ1,纸与物块间的 动摩擦因数为 μ2,重力加速度为 g。

26.若薄纸的质量为 m,则从开始抽纸到纸被抽离物块底 部的过程中, 

①求薄纸所受总的摩擦力为多大; 

②从冲量和动量的定义,结合牛顿运动定律和运动学规律, 证明:水平拉力 F 和桌面对薄纸摩擦力的总冲量等于物块和纸的 总动量的变化量。(注意:解题过程中需要用到、但题目中没有 给出的物理量,要在解题中做必要的说明。)

27.若薄纸质量可忽略,纸的后边缘到物块的距离为 L,从开始抽纸到物块最终停下, 若物块相对桌面移动了很小的距离 s0(人眼观察不到物块的移动),求此过程中水平拉力所 做的功。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

(1) μ1(M+m)g+μ2Mg

解析

(1)

①从开始抽纸到纸被抽离物块底部的过程中,

物块对薄纸施加的摩擦力f2Mg 

水平桌面对薄纸施加的摩擦力f1(M+m)g 

薄纸受到的总的摩擦阻力

f1(M+m)g+μ2Mg

 ②从开始抽纸到薄纸被抽离物块底部的过程,假设物块的加速度为aM、薄纸的加速度为am,所用时间为t,这一过程物块和纸张的速度变化量分别为ΔvM,Δvm。则有ΔvM=aMt,Δvm=amt,

对于薄纸,根据牛顿第二定律有 F-f-f=mam

对于物块,根据牛顿第二定律有   f=MaM 

由牛顿第三定律有    f=f

由以上三式解得    F-f=mam+Ma

上式左右两边都乘以时间t,

有(F-f)t=mamt +MaMt=mΔvm +MΔvM

 上式左边即为水平拉力F和桌面对薄纸摩擦力的总冲量,

右边即为物块和纸的总动量的变化量。命题得证。

考查方向

匀变速直线运动及其公式、图像功能关系、机械能守恒定律及其应用牛顿运动定律、牛顿定律的应用

解题思路

(1)根据f=μN求摩擦力;

易错点

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

(2)见解析

解析

(2)设物块在薄纸上加速和在桌面上减速的位移分别为x1,x2

则物块对地位移 s0=x1+x2 因薄纸质量可忽略,故其动能可忽略,

所以水平拉力F所做的功有以下一些去向:

薄纸与桌面间的摩擦生热Q11Mg (x1+ L) 

物块与薄纸间的摩擦生热Q22Mgs2MgL

物块与桌面间的摩擦生热Q31Mg x2 

由功能关系有WF=Q1+Q2+Q3

解得WF= μ1Mg(s0+ L) +μ2MgL

所以,水平拉力F所做的功W=μ1Mg(s0+ L) +μ2MgL

考查方向

匀变速直线运动及其公式、图像功能关系、机械能守恒定律及其应用牛顿运动定律、牛顿定律的应用

解题思路

(2)见解析;

易错点

问中的能关系WF=Q1+Q2+Q3

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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

7.如图所示,将一木块和木板叠放于水平桌面上,轻质弹簧测力计一端固定,另一端用细线与木块水平相连.现在用绳索与长木板连接,用手向右水平拉绳索,则下面的说法中正确的是(     )

A弹簧测力计的示数就是手对绳索拉力的大小

B当长木板没有被拉动时,弹簧测力计的示数随手对绳索拉力的增大而增大

C当长木板与木块发生相对运动后,弹簧测力计的示数随手对绳索拉力的增大而增大

D当长木板与木块发生相对运动后,无论拉绳索的力多大,弹簧测力计的示数不变

正确答案

D

解析

AB、根据没有拉动木板前,木块与木板没有摩擦力,随着拉力增大时,木板受到地面的静摩擦力也增大,但弹簧测力计的示数为零,故AB错误;

CD、,当拉动木板后,木块与木板是滑动摩擦力,即弹簧测力计的大小等于滑动摩擦力大小,因此拉力大小与弹簧测力计仍无关,故C错误,D正确;

考查方向

滑动摩擦力;静摩擦力和最大静摩擦力

解题思路

根据没有拉动木板前,则木块与木板没有摩擦力,拉力大小与弹簧测力计无关,当拉动木板后,木块与木板是滑动摩擦力,拉力大小与弹簧测力计仍无关,从而即可求解.

易错点

关键体会摩擦力有无的判断条件,以及影响摩擦力大小的因素.

知识点

滑动摩擦力物体的弹性和弹力
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

5.一长轻质木板置于光滑水平地面上,木板上放质量分别为mA=1kg和mB=2kg的AB两物块,AB与木板之间的动摩擦因数都为μ=0.2,水平恒力F作用在A物块上,如图所示(重力加速g=10m/s2)。则 (   )

AF=1N,则物块、木板都静止不动

BF=1.5N,则A物块所受摩擦力大小为1.5N

CF=4N,则B物块所受摩擦力大小为4N

DF=8N,则B物块所受摩擦力大小为2N

正确答案

D

解析

A与木板间的最大静摩擦力fA=μmAg=0.2×1×10N=2N,B与木板间的最大静摩擦力fB=μmBg=0.2×2×10N=4N.

A、F=1N<fA,所以AB即木板保持相对静止,整体在F作用下向左匀加速运动,故A错误;

B、若F=1.5N<fA,所以AB即木板保持相对静止,整体在F作用下向左匀加速运动,根据牛顿第二定律得:F=(mA+mB)a;解得:;对A来说,则有:F-fA=mAa,解得:fA=1.5-1×0.5=1N,故B错误;

C、D .F=4N>fA,所以A在木板上滑动,B和木板整体受到摩擦力2N,轻质木板,质量不计,所以B的加速度,对B进行受力分析,摩擦力提供加速度,,故C错误,D正确;

故本题选D

考查方向

本题考查了摩擦力、牛顿第二定律、隔离法与整体法的应用等知识;解决的关键是正确对两物体进行受力分析

解题思路

根据滑动摩擦力公式求出A、B与木板之间的最大静摩擦力,比较拉力和最大静摩擦力之间的关系判断物体的运动情况,进而判断物体所受摩擦力的情况,根据牛顿第二定律求出B的加速度

易错点

静摩擦力的计算,当力作用在A上取不同值时,物体A状态的判断。

知识点

滑动摩擦力静摩擦力和最大静摩擦力牛顿第二定律
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

18.图甲是由两圆杆构成的“V”形槽,它与水平面成倾角放置.现将一质量为m的圆柱体滑块由斜槽顶端释放,滑块恰好匀速滑下.沿斜面看,其截面如图乙所示.已知滑块与两圆杆的动摩擦因数为,重力加速度为g,=120°,则

A

B左边圆杆对滑块的支持力为mgcos

C左边圆杆对滑块的摩擦力为mgsin

D若增大,圆杆对滑块的支持力将增大

正确答案

B

解析

滑块恰好匀速滑下,滑块受力平衡,沿斜面方向此时有,解得,垂直斜面方向有,由受力分析可知,两圆杆对滑块支持力的合为等于,又,由平行四边形定则可得两边圆杆对滑块的支持力为,由滑动摩擦力公式得,即解得,由摩擦力表达式可知若增大,圆杆对滑块的支持力将减小,由以上分析可知B正确,ACD错误;故选:B

考查方向

本题考查物体的受力分析,滑动摩擦力的求法,力的合成与分解;

解题思路

先由平衡条件得到此时匀速下滑时的摩擦力大小,然后在垂直斜面方向根据受力分析图求出圆杆对滑块的支持力,由牛顿第三定律可得此时滑块对圆杆的压力,由滑动摩擦力公式求出动摩擦因数,然后根据表达式分析当变化时圆杆对滑块的支持力变化情况,从而得出正确答案。

易错点

正确画出滑动的受力图,两边圆杆对滑块的支持力的合力的大小与物体对斜面的压力大小相等来求圆杆对滑块的支持力。

知识点

滑动摩擦力力的合成与分解的运用共点力平衡的条件及其应用
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题型:简答题
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简答题 · 6 分

22. 某学生用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,图中标出了五个连续点之间的距离。

(1)  物块下滑时的加速度a=m/s2,打C点时物块的速度v=m/s;

(2)  已知重力加速度大小为g,为求出动摩擦因数,还必须测量的物理量是(   )(填正确答案标号)

A.  物块的质量

B.  斜面的高度

C.  斜面的倾角

正确答案

(1)3.25;(2分)      1.79;(2分)

(2)C   (2分)

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

滑动摩擦力打点计时器系列实验中纸带的处理
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题型:简答题
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简答题 · 16 分

如题图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速转动,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°,重力加速度大小为g。

(1)若ω=ω0,小物块受到的摩擦力恰好为零,求ω0

(2)若ω=(1±k)ω0,且0<k<1,求小物块受到的摩擦力大小和方向。

正确答案

见解析。

解析

(1)对小物块受力分析可知:

FN cos 60°=mg

R′=R sin 60°

联立解得:ω0

(2)由于0<k<1,

当ω=(1+k)ω0时,物块受摩擦力方向沿罐壁切线向下。

由受力分析可知:

FN′cos 60°=mg+fcos 30°

FN′sin 60°+fsin 30°=mR′ω2

R′=Rsin 60°

联立解得:

当ω=(1-k)ω0时,物块受摩擦力方向沿罐壁切线向上,由受力分析和几何关系知。

FN″cos 60°+f′sin 60°=mg

FN″sin 60°-f′cos 60°=mR′ω2

R′=Rsin 60°

所以

知识点

静摩擦力和最大静摩擦力牛顿第二定律向心力
1
题型: 多选题
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多选题 · 4 分

下列关于摩擦力的说法,正确的是(      )

A作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速,不可能使物体加速

B作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速,不可能使物体减速

C作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速,也可能使物体减速

D作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速,也可能使物体减速

正确答案

C,D

解析

滑动摩擦力和静摩擦力既可以充当动力给物体加速,也可以充当阻力给物体减速,正确选项为CD。

知识点

滑动摩擦力静摩擦力和最大静摩擦力
1
题型: 多选题
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多选题 · 4 分

如图所示,将两相同的木块a、b至于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固定于墙壁。开始时a、b均静止。弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受摩擦力,b所受摩擦力,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间

A大小不变

B方向改变

C仍然为零

D方向向右

正确答案

A,D

解析

对b进行受力分析,剪断前b受重力、支持力、向左弹簧的拉力和绳的拉力由于它所受摩擦力,所以弹簧的拉力和绳的拉力是一对平衡力,当将右侧细绳剪断瞬间,绳的拉力消失,但弹簧的拉力不变,所以b受摩擦力方向向右,C错误,D正确;由于细绳剪断瞬间,弹簧的弹力不变,所以大小不变,A正确,B错误。

知识点

滑动摩擦力静摩擦力和最大静摩擦力
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力

A方向向左,大小不变

B方向向左,逐渐减小

C方向向右,大小不变

D方向向右,逐渐减小

正确答案

A

解析

考查牛顿运动定律处理连接体问题的基本方法,简单题。对于多个物体组成的物体系统,若系统内各个物体具有相同的运动状态,应优先选取整体法分析,再采用隔离法求解。取A、B系统整体分析有,a=μg,B与A具有共同的运动状态,取B为研究对象,由牛顿第二定律有: ,物体B做速度方向向右的匀减速运动,故而加速度方向向左。

知识点

静摩擦力和最大静摩擦力牛顿运动定律的综合应用
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题型: 多选题
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多选题 · 5 分

如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中

A两滑块组成系统的机械能守恒

B重力对M做的功等于M动能的增加

C轻绳对m做的功等于m机械能的增加

D两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功

正确答案

C,D

解析

知识点

滑动摩擦力静摩擦力和最大静摩擦力共点力平衡的条件及其应用
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