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1.关于物体的惯性,下列说法中正确的是 ( )
正确答案
解析
A、惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与物体的运动状态无关.故A错误;
B、静止的火车启动时,速度变化慢,是因为火车的质量大的原因,不能说是静止的物体惯性大的缘故.故B错误;
C、乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的质量小,惯性小.故C正确;
D、惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,与物体的运动状态以及位置无关.故D错误.
故本题选:C
考查方向
解题思路
惯性是物体的固有属性,它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质,惯性大小与物体的质量有关,质量越大,惯性越大.
易错点
关键理解惯性描述的是物体能够保持原来的运动状态的性质,与物体的运动状态无关.
4.一质点做匀加速直线运动,某时刻起发生位移x对应速度变化为△v1,紧随着发生相同位移变化为△v2,且两段位移对应时间之比为2:1,则该质点的加速度为 ( )
正确答案
解析
设三个对应时刻的速度分别为,则有:,,
因为两段位移对应时间之比为2:1,加速度不变,则,根据速度位移公式得, 则有:,整理得,,
解得,则,根据速度位移公式得,
,故D正确,ABC错误.
故本题选:D
考查方向
解题思路
根据时间关系,抓住加速度不变,得出两段位移内速度变化量的关系,结合速度位移公式求出初始时刻的速度与△v1的关系,从而结合速度位移公式求出加速度.
易错点
本题关键得出速度变化量的关系以及速度变化量与初始时刻速度的关系。
7.如图所示,A、B 分别是甲、乙两小球从同一地点沿同一直线运动的v﹣t 图象,根据图象可以判断出( )
正确答案
解析
A、甲球的加速度,故甲球的加速度大小为,负号表示加速度方向与速度方向相反.乙球的加速度为:
,故甲球的加速度大于乙球的加速度,故A错误;
B、当两物体速度相同时两物体相距最远时,即:, 解得:t=4.4s
即4.4s时两物体相距最远,故B错误;
C、t=6s时甲球的速度:,乙球的速度:,故t=6s时甲球的速率等于乙球的速率,故C错误;
D、设T时刻两物体相遇,故有:,解得T=8s,故D正确;
故本题选:D
考查方向
解题思路
速度图象的斜率等于物体的加速度,加速度的正负表示物体加速度的方向;等两物体的速度相同时两物体相距最远;当两物体通过的位移相同时两物体相遇.
易错点
运用运动学公式解题时要注意正方向的选择,与正方向相同的矢量都是正的,相反的都是负的;比较矢量的大小只看矢量的绝对值,不看正负号,因为正负号表示矢量的方向;相距最远时速度相同,相遇时位移相同.
3.质量为0.8kg的物块静止在倾角为30°的斜面上,若用平行于斜面沿水平方向大小等于3N的力推物块,物块仍保持静止,如图所示,则物块所受到的摩擦力大小等于(g=10m/s2)( )
正确答案
解析
对滑块受力分析,受推力F、重力G、支持力N和静摩擦力f,
将重力按照作用效果分解为沿斜面向下的分力为:
,和垂直斜面向下的分力为:
;在与斜面平行的平面内,如图所示:
则有:,故C正确,ABD错误;
故本题选:C
考查方向
解题思路
对滑块受力分析,受推力F、重力G、支持力N和静摩擦力f,根据共点力平衡条件,结合正交分解法列式求解.
易错点
本题关键在于物体受到的力不在一个平面内,需要将重力按照作用效果进行分析,根据静摩擦力的产生特点和共点力平衡条件列式求解静摩擦力.
6.一物体做直线运动,其加速度随时间变化的a-t图象如图所示。下列v-t图象中,能正确描述此物体运动的是( )
正确答案
解析
在内,物体从静止开始沿加速度方向匀加速运动,v-t图象是向下倾斜的直线;在内,加速度为0,物体做匀速直线运动,v-t图象是平行于t轴的直线;
在T~2T,加速度反向,速度方向与加速度方向相反,物体先做匀减速运动,到时刻速度为零,接着反向做初速度为零的匀加速直线运动.v-t图象是向上倾斜的直线,故B正确,ACD错误.
故本题选:B
考查方向
解题思路
本题应根据a-t图象分析物体的运动情况:当加速度与速度同向时,物体做加速运动,0~1s内,物体从静止开始沿加速度方向匀加速运动,当加速度与速度反向时,物体做减速运动,若加速度一定,物体做匀变速直线运动.匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线.
易错点
本题关键要根据加速度随时间变化规律的图象找出对应的加速度大小和方向,结合物体的初状态状态分析物体的运动情况.
9.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.质量为m的小球套在圆环上.一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移.在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力N的大小变化情况是( ))
正确答案
解析
小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动,对小球进行受力分析,小球受重力G,F,N,三个力.满足受力平衡.作出受力分析图如图所示:
由图可知△OAB∽△GFA
即:,当A点上移时,半径不变,AB长度减小,故F减小,N不变,故C正确,ABD错误;
故本题选:C
考查方向
解题思路
对小球受力分析,作出力的平行四边形,同时作出AB与半径组成的图象;则可知两三角形相似,故由相似三角形知识可求得拉力及支持力.
易错点
本题关键利用相似三角形法处理共点力的动态平衡。
10.如图所示,一轻绳通过一光滑定滑轮,两端各系一质量为m1和m2的物体,m1放在地面上,当m2的质量发生变化时,m1的加速度a的大小与m2的关系大致如下图所示中的图)( )
正确答案
解析
在m2小于m1之前两物体都不动,所以加速度为零,当m2大于m1开始运动合力逐渐变大,加速度随之逐渐增加,当m2>>m1时,加速度趋近于g,但不可能大于g.
故本题选:D
考查方向
解题思路
在m2小于m1之前两物体都不动,所以加速度为零,当m2大于m1后加速度增加,当m2>>m1时,加速度趋近于g,不可能大于g.
易错点
本题关键理解只有合外力不为零才有加速度,注意m2再大加速度也不可能大于g,只能无限趋近于g.
8.如图,一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态.若F方向不变,大小在一定范围内变化物块b仍始终保持静止,则( )
正确答案
解析
AC、由于整个系统处于静止状态,所以滑轮两侧连接a和b的绳子的夹角不变;物块a只受重力以及绳子的拉力,由于物体a平衡,则连接a和b的绳子张力T保持不变;由于绳子的张力及夹角均不变,所以OO′中的张力保持不变,故AC均错误;
BD、b处于静止即平衡状态,对b受力分析有:力T与力F与x轴所成夹角均保持不变,由平衡条件可得:,,由此可得:由于T的大小不变,可见当F大小发生变化时,支持力的大小也在一定范围内变化,,由于T的大小不变,当F大小发生变化时,b静止可得摩擦力的大小也在一定范围内发生变化,故BD正确.
故本题选:BD
考查方向
解题思路
本题抓住整个系统处于静止状态,由a平衡可知,绳子拉力保持不变,再根据平衡条件由F的大小变化求得物块b所受各力的变化情况.
易错点
本题的关键是抓住系统均处于静止状态,由平衡条件分析求解,关键是先由平衡条件求得绳中张力大小不变,再由此分析b的平衡.
2.如图所示为甲、乙两质点做直线运动时,通过打点计时器记录的两条纸带,两纸带上各相邻计数点间的时间间隔都相同.关于两质点的运动情况的描述正确的是( )
正确答案
解析
A、两质点在t0~t4时间内,通过的路程相等,经历的时间相等,故平均速率相等,故A正确;
BC、甲图做匀加速直线运动,t2时刻的速度等于t1到t3时刻的平均速度即, 乙图做匀速运动,t2时刻的速度即为整个过程的平均速度即,故B正确,C错误;
D、两质点不一定是从同一地点出发的,在甲图中,相邻相等时间内位移之比满足1:3:5,故t0时刻速度为零,故D正确;
故本题选:ABD
考查方向
解题思路
(1)平均速度等于位移与时间的比值,平均速率等于路程与时间的比值;
(2)甲图做匀加速直线运动,t2时刻的速度等于t1到t3时刻的平均速度,而乙图做匀速运动,t2时刻的速度即为整个过程的平均速度;
(3)在甲图中,相邻相等时间内位移之比满足1:3:5,故t0时刻速度为零;
易错点
关键掌握匀变速直线运动公式及推论,理解平均速度与平均速率的物理概念。
5.如图所示,物体A放在固定的斜面B上,在A上施加一个竖直向下的恒力F,下列说法中正确的有( )
正确答案
解析
AB、若A原来静止,有:,施加F后,因为仍有,则A仍然保持静止.故A正确,B错误;
CD、未加F时,物体受重力、支持力和摩擦力,根据牛顿第二定律有:
,当施加F后,加速度,因为,所以,可见,即加速度增大.故C错误,D正确.
故本题选:AD
考查方向
解题思路
分别对未加外力和加外力时物体A进行受力分析,A原来静止看成恰好静止进行分析,判断A物体是否静止.当A原来加速下滑,根据牛顿第二定律判断加速度的变化.
易错点
本题的关键能够正确地对物体进行受力分析,运用牛顿第二定律进行求解。
11.如图,游乐场中,从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道.甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处,下列说法正确的有( )
正确答案
解析
A、由受力分析及牛顿第二定律可知,甲的切向加速度先比乙的大,后比乙的小,故A错误;
B、由机械能守恒定律可知,各点的机械能保持不变,高度(重力势能)相等处的动能也相等,故速度大小相等,故B正确;
CD、甲的切向加速度先比乙的大,速度增大的比较快,开始阶段的位移比较大,故甲总是先达到同一高度的位置.故C错误,D正确.
故本题选:BD
考查方向
解题思路
由受力分析及牛顿第二定律可知,甲的切向加速度先比乙的大,后比乙的小;哪一个先达到B点,可以通过速度的变化快慢来理解,也可以使用v-t图象来计算说明.
易错点
甲乙下滑时满足机械能守恒,可以由此判定在同一高度时物体的动能相同,总位移相等可以根据速度的变化情况判断平均速度的变化情况来分析.关键是分析甲乙开始时的加速度变化情况.
12.如图所示,水平抛出的物体,抵达斜面上端P处时速度恰好沿着斜面方向,紧贴斜面PQ无摩擦滑下;如下四图为物体沿x方向和y方向运动的位移﹣时间图象及速度﹣时间图象,其中可能正确的是( )
正确答案
解析
设斜面的倾角为,则水平抛出的物体在抵达斜面之前其水平向做匀速直线运动,故其水平速度,而抵达斜面后物体的加速度,故水平方向速度表达式为:,即在水平方向做匀加速运动,故B错误.在抵达斜面之前物体在水平方向的位移,而抵达斜面后物体在水平方向的位移为:
,故A正确.
在物体抵达斜面之前,物体在竖直方向做自由落体运动,故竖直方向的速度,抵达斜面后物体在竖直方向的加速度为:
,故,故D正确.
在抵达斜面前物体在竖直方向的位移,抵达斜面后有:
,故C错误.
故本题选:AD
考查方向
解题思路
物体在抵达斜面之前做平抛运动,故在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做自由落体运动,而到达斜面后做匀加速直线运动,在水平方向和竖直方向分别做匀加速直线运动,写出在水平方向的速度表达式和位移表达式,竖直方向的速度表达式和位移表达式即可.
易错点
本题关键是根据运动情况写出因变量随自变量的表达式然后分析解答。
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。 简化的实验装置如右图所示,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。
14.在圆弧CD上从C点至D点标出的质量值应逐渐_______(填写“增大”或“减小”);
15.如右上图所示,BP延长线交竖直线AD于P’点,用刻度尺量出AP’长为a, PP’长为b,则在结点P处标出的质量值应为_______________。
正确答案
增大
解析
对物体m0分析,受重力和拉力,根据平衡条件,有:
T=m0g①
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
联立①②解得:,则越靠近D点,m增大;
考查方向
解题思路
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.
易错点
本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解答。
正确答案
解析
对物体m0分析,受重力和拉力,根据平衡条件,有:
T=m0g①
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
联立①②解得:,则越靠近D点,m增大;
考查方向
解题思路
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.
易错点
本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解答。
如图所示,一条轻绳两端各系着质量为m1和m2的两个物体,通过定滑轮悬挂在车厢顶上,m1>m2,绳与滑轮的摩擦忽略不计.若车以加速度a向右运动,m1仍然与车厢地板相对静止,试问:
22.此时绳上的张力T.
23.m1与地板之间的摩擦因数μ至少要多大?
正确答案
解析
隔离对m2分析,所受的合力为F2=m2a,根据平行四边形定则得,绳子的张力;
答:此时绳上的张力T为
考查方向
解题思路
当车以加速度a向右运动时,悬挂的绳子与竖直方向的夹角不变,设为θ,相对于车厢静止,其加速度与车厢相同.以为研究对象,分析受力,根据牛顿第二定律和力的合成求出绳上的张力T.
易错点
本题的关键知道两物体与车厢具有相同的加速度,对物体受力分析,运用牛顿第二定律进行求解,掌握整体法和隔离法的运用.
正确答案
解析
再以m1为研究对象,分析受力,根据牛顿第二定律,得:
f=m1a
N+T=m1g
又
要使m1与地板保持相对静止,则必须有 f≤fm=μN
解得
答:m1与地板之间的摩擦因数μ至少要
考查方向
解题思路
再以为研究对象,分析受力,根据牛顿第二定律,运用正交分解法求解车厢底板对的支持力和静摩擦力.静摩擦力应小于等于最大静摩擦力,列式可求出μ至少多大.
易错点
本题的关键知道两物体与车厢具有相同的加速度,对物体受力分析,运用牛顿第二定律进行求解,掌握整体法和隔离法的运用.
一质点由静止开始从A点向B点作直线运动,初始加速度为a0
24.若以后加速度均匀增加,每经过n秒增加a0,求经过t秒后质点的速度。
25.若将质点的位移SAB平分为n等份,且每过一个等分点后,加速度都增加a0/n,求该质点到达B点时的速度。
正确答案
解析
作出a﹣t图线,图线围成的面积表示速度的变化量,每经过n秒增加a0,则ts时,加速度,则ts内速度的变化量为:
因为初速度为零,则ts后的速度
答:经过t秒后质点的速度为.
考查方向
解题思路
作出质点的加速度随时间的图线,结合图线围成的面积求出速度的变化量,从而得出t秒后质点的速度.
易错点
本题的关键知道a-t图线围成的面积表示速度的变化量,对于第二问,对数学要求的能力要求较高,通过速度位移公式,计算进行求解.
正确答案
解析
根据速度位移公式得,,,
累加,解得.
答:该质点到达B点时的速度为
考查方向
解题思路
将质点的位移SAB平分为n等份,得出每一等份内的加速度,结合速度位移公式对每一段列出方程,通过累计计算求出质点到达B点的速度大小.
易错点
本题的关键知道a-t图线围成的面积表示速度的变化量,对于第二问,对数学要求的能力要求较高,通过速度位移公式,计算进行求解.
某同学用如图甲所示装置研究匀变速直线运动,得到如图乙所示的纸带,纸带上相邻计数点间还有4个点未画出。打点计时器交流电的频率为50 Hz。
16.通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点 和 之间某时刻开始减速。
17.计数点5对应的速度大小为 m/s,计数点6对应的速度大小为 m/s(均保留三位有效数字)。
18.物块减速运动过程中加速度的大小为a= m/s2(保留三位有效数字)。
正确答案
6,7
解析
从纸带上的数据分析得知:在点计数点6之前,两点之间的位移逐渐增大,是加速运动,在计数点7之后,两点之间的位移逐渐减小,是减速运动,所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速;
考查方向
解题思路
由纸带两个点之间的时间相同,若位移逐渐增大,表示物体做加速运动,若位移逐渐减小,则表示物体做减速运动;
易错点
本题关键是明确纸带上各点的速度可以利用中间时刻的瞬时速度求解,而加速度应采用逐差法进行计算,从而减小实验误差.
正确答案
;
解析
每5个点取1个计数点,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,5点的瞬时速度为:,6点的瞬时速度:
考查方向
解题思路
用平均速度代替瞬时速度的方法求解瞬时速度
易错点
本题关键是明确纸带上各点的速度可以利用中间时刻的瞬时速度求解,而加速度应采用逐差法进行计算,从而减小实验误差.
正确答案
解析
由纸带可知,计数点7往后做匀减速运动,根据逐差法得:
,所以物块减速运动过程中加速度的大小为。
考查方向
解题思路
用逐差法求解匀减速过程中的加速度;
易错点
本题关键是明确纸带上各点的速度可以利用中间时刻的瞬时速度求解,而加速度应采用逐差法进行计算,从而减小实验误差.
一质量M=4kg,倾角为30o的上表面光滑的斜面体静止在粗糙的水平地面上,斜面上有两个质量均为m=2kg的小球A、B,它们用轻质细绳连接,现对小球B施加一水平向左的拉力F,使小球A、B及斜面体一起向左做匀速直线运动,如图所示,重力加速度g=10m/s2,求:
19.细绳的拉力T
20.水平拉力F的大小
21.水平地面与斜面体间的动摩擦因数μ
正确答案
解析
以A为研究对象,受重力、拉力和支持力,根据平衡条件,有:
考查方向
解题思路
以球A为研究对象,受力分析后根据平衡条件列式求解细线的拉力;
易错点
本题关键是正确选取研究对象然后受力分析,根据整体与隔离法列方程求解.
正确答案
解析
以A、B整体为研究对象,受拉力、重力和支持力,根据平衡条件,有:
,解得:
考查方向
解题思路
以A、B整体为研究对象,受力分析后根据平衡条件列式求解
易错点
本题关键是正确选取研究对象然后受力分析,根据整体与隔离法列方程求解.
正确答案
解析
以A、B、斜面及弹簧整体为研究对象,根据平衡条件,有:
,解得:
考查方向
解题思路
以A、B、斜面整体为研究对象,受力分析后根据共点力平衡条件列式求解摩擦力和支持力,最后根据滑动摩擦定律列式求解动摩擦因素.
易错点
本题关键是正确选取研究对象然后受力分析,根据整体与隔离法列方程求解.
13.从地面竖直上抛的小球,空气阻力不计,在抛出后的时刻t1和时刻t2的位移相同,则它抛出时的初速度大小为 ,在时刻t1时离地面的高度为 。
正确答案
;
解析
根据竖直上抛运动的对称性,时刻到最高点的时间, 从抛出点到最高点的时间,抛出时的初速度,时刻离地面的高度
考查方向
解题思路
根据竖直上抛运动的对称性,时刻到最高点的时间,从而即可得出从抛出点到最高点的时间,根据速度时间关系得到初速度,再根据位移时间关系得出时刻距地面的高度.
易错点
本题关键是掌握竖直上抛运动的规律,注意竖直上抛运动的加速度等于重力加速度,是匀变速直线运动,速率和时间具有对称性.