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1.甲、乙两位同学进行百米赛跑,假如把他们的运动近似为匀速直线运动来处理,他们同时从起跑线起跑,经过一段时间后他们的位置如图所示,在下图中分别作出在这段时间内两人运动的位移x、速度v与时间t的关系图象,正确的是( ).
正确答案
解析
甲、乙两位同学进行百米赛跑,假如把他们的运动近似为匀速直线运动来处理,他们同时从起跑线起跑,经过一段时间后乙在甲的前面,说明乙的速度大于甲的速度,在x-t图像中斜率表示速度,乙的斜率应大于甲的斜率;在v-t图像中,匀速直线运动斜率为零,应与横轴平行,B正确.
考查方向
解题思路
抓住图像问题六大特点,点、线、面、斜、截、轴。
易错点
两个图像斜率的含义不清楚。
2.一个以初速度v0沿直线运动的物体,t秒末的速度为v,其v-t图象如图所示,则关于t秒内物体运动的平均速度,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
连接图线的起点和终点,该连线表示做匀加速直线运动,其平均速度为 ,围成的面积小于变速直线运动图线围成的面积,而时间相等,则知该变速直线运动的平均速度,故选C
考查方向
解题思路
利用速度时间图像与坐标轴所围面积在数值上等于位移大小比较。
易错点
运用匀变速公式计算,忽略了公式运用的条件。
3.一物体做直线运动,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,可能正确描述此物体运动的是( )
正确答案
解析
V-t图像的斜率反应加速度。在内,物体有朝正方向的加速度,故A、B错误。在内,物体做匀速运动,从t=T开始物体有朝负方向的加速度,由于加速度大小不变,所以时物体的速度与t=0时的速度相同,故C错误。D是可能的。所以选D。
考查方向
解题思路
根据加速度的分段情况,确定物体的运动性质,注意方向问题。
易错点
分不清匀变速和变加速的典型特征。
4.P、Q、R三点在同一条直线上,一物体从P点静止开始做匀加速直线运动,经过Q 点的速度为v,到R点的速度为3v,则PQ∶QR等于 ( )
正确答案
解析
根据匀变速直线运动的速度位移公式求出PQ和PR的距离之比,从而求出PQ和QR的距离之比.PQ间的位移;QR间的位移.所以;故A正确,B、C、D错误.故选A
考查方向
解题思路
对于匀变速直线运动题中没有出现时间,故选择速度位移公式解决较为简单。
易错点
公式选择不灵活,导致计算量加大出现计算错误。
7.如图为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登,由于身背较重的行囊,重心上移至肩部的0点,总质量为60kg。此时手臂与身体垂直,手臂与岩壁夹角为53。。则手受到的拉力和脚受到的作用力分别为(设手、脚受到的作用力均通过重心O,g取10m/s2, sin53。=0.8,cos53。=0.6) ( )
正确答案
解析
由题意可知脚所受的支持力与手所受的拉力相互垂直,对人进行受力分析,如图所示,则有脚所受的作用力F1=mgcos37°=0.8×60×10=480N,手所受的作用力F2=mgsin37°=360N.故A正确.
考查方向
解题思路
本题要将运动员和行囊简化看成质点,正确受力分析是解题的关键。
易错点
受力方向判断,及受力分析不全面
9.如图所示,质量均为m的物体A、B通过一劲度系数为k的弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B均处于静止状态,现通过细绳将A向上拉起,当B刚要离开地面时,A上升距离为L,假设弹簧一直在弹性限度内,则( )
正确答案
解析
开始时B放在地面上,A、B均处于静止状态,弹簧所受的弹力等于A的重力,由胡克定律得,弹簧的压缩量为 ,当B刚要离开地面时,弹簧处于伸长状态,弹力大小恰好等于B的重力,由胡克定律得,弹簧的伸长量为由几何关系得知,固选A
考查方向
解题思路
对于含有弹簧的力平衡问题,分析弹簧的状态,由胡克定律求出弹簧的形变量,由几何知识求解物体移动的距离是常用的方法
易错点
弹簧的形变状态分析不清。
12.如图所示,一个固定在水平面上的光滑物块,其左侧面是斜面AB,右侧面是曲面AC,已知AB和AC的长度相同.两个小球p、q同时从A点分别沿AB和AC由静止开始下滑,比较它们到达水平面所用的时间( ).
正确答案
解析
作速度时间图线,由机械能守恒定律可知沿斜面AB,曲面AC运动到底端时速率相等,在AB上做匀加速直线运动,在AC上做加速度越来越小的加速运动,而运动的路程相等,从图象可以看出tP>tQ.故Q小球先到底部
考查方向
解题思路
小球从AC滑下,是一般的曲线运动,运用能量观点求解,再利用图像求解时间。
易错点
误把物体运动看成竖直方向自由落体
5.三共点力大小分别是F1、F2、F3,关于它们的合力F的大小,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
A、三个力的合力最小值不一定为零,三个力最大值等于三个力之和.故A错误.B、合力可能比三个力都大,也可能比三个力都小.故B错误.C、若F1:F2:F3=3:6:8,设F1=3F,则F2=6F,F3=8F,F1、F2的合力范围为[3F,9F],8F在合力范围之内,三个力的合力能为零.故C正确.D、若F1:F2:F3=3:6:2,设F1=3F,则F2=6F,F3=2F,F1、F2的合力范围为[3F,9F],2F不在合力范围之内,三个力的合力不可能为零.故D错误.
故选:C.
考查方向
解题思路
解决本题的关键掌握两个力的合力范围,从而会通过两个力的合力范围求三个力的合力范围.
易错点
忽略推论的应用,三个力合力为零,两个力的合力与第三个力等大反向。
6. 使用自卸式货车可以提高工作效率。如图所示,在车厢由水平位置逐渐抬起的过程中,有关货物所受车厢的支持力FN和摩擦力Ff,下列说法中正确的是( )
正确答案
解析
分析货物受力情况可知,支持力等于重力在垂直斜面的分力mgcosθ,在抬起过程中θ增大,支持力减小,A对;一开始货物受到的摩擦力静摩擦,f=mgsinθ,所以摩擦力增大,随后货物开始滑动,所受摩擦为滑动摩擦,f=μmgcosθ,摩擦力逐渐减小
考查方向
解题思路
运用正交分解法处理平衡问题,注意摩擦力的性质判断。
易错点
没分清摩擦力的性质。
8.如图所示,轻绳一端系在质量为m的物体A上,另一端与套在粗糙竖直杆MN上的轻圆环B相连接.用水平力F拉住绳子上一点O,使物体A及圆环B静止在图中虚线所在的位置.现稍微增加力F使O点缓慢地移到实线所示的位置,这一过程中圆环B仍保持在原来位置不动.则此过程中,圆环对杆的摩擦力F1和圆环对杆的弹力F2的变化情况是( )
正确答案
解析
以结点O为研究对象,分析受力情况如图1所示,设绳子的拉力T与竖直方向的夹角α,则由平衡条件得
F=mgtanα
由题,物体A由虚线位置移到实线位置时,α增大,tanα增大,则F增大.再对整体为研究对象,分析受力情况,如图2所示,由平衡条件得F1=G总,保持不变. F2=F,逐渐增大.故选A
考查方向
解题思路
先采用隔离法,再用整体法较简单。
易错点
研究对象选择不灵活,会使解题繁琐。
10.在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个物体,m1>m2,β>α,若两物体分别以v1和v2沿斜面向下做匀速运动,且v1>v2,三角形木块保持静止状态,则粗糙水平面对三角形木块( )
正确答案
解析
解:将三个物体看作整体,则物体只受重力和支持力作用,水平方向没有外力,故三角形木块不受地面的摩擦力,故D正确
考查方向
解题思路
解这一类题目的思路有二1.先分别对物和三角形木块进行受力分析,如图2,然后对m1、m2建立受力平衡方程以及对三角形木块建立水平方向受力平衡方程,解方程得f的值。若f=0,表明三角形木块不受地面的摩擦力;若f为负值,表明摩擦力与假设正方向相反。这属基本方法,但较繁复。2.将m1、m2与三角形木块看成一个整体,很简单地得出整体只受重力(M + m1+ m2)g和支持力N两个力作用,如图3,因而水平方向不受地面的摩擦力。
易错点
关键是将多个物体看作是一个整体进行分析,这样可以简单的得出正确结果;如果采用隔离法逐个分析,受力分析容易出错,并且过程相当复杂.
11.如图为“探究求合力的方法”实验示意图,在水平放置的木板上垫一张白纸,把橡皮条的一端固定在木板上的P点,另一端栓两根细线,通过细线同时用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条,使结点达到某一个位置O点,此时细线Ob与橡皮条PO垂直。现使b弹簧秤从图示位置开始缓慢的沿顺时针方向转动900的过程中,保持O点的位置和a弹簧秤的拉伸方向不变,则在此过程中,关于ab两弹簧秤示数的变化情况,正确的是( )
正确答案
解析
解:对点o受力分析,受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力,如图,其中橡皮条长度不变,其拉力大小不变,oa弹簧拉力方向不变,ob弹簧拉力方向和大小都改变
根据平行四边形定则可以看出b的读数先变小后变大,a的读数不断变小;故选B.
考查方向
解题思路
点0受到三个拉力,处于平衡状态,其中橡皮条长度不变,其拉力大小不变,oa弹簧拉力方向不变,ob弹簧拉力方向和大小都改变,根据平行四边形定则作图分析即可.
易错点
平行四边形定则动态分析图
13.右图所示为A和B两质点的位移—时间图象,以下说法中正确的是( )
正确答案
解析
速度看斜率,即看倾斜程度,而且A是匀速直线运动;B与A起点不同,但也是匀速直线运动.所以:A正确.C是错误的.位移由起点指向终点,B的速度小,相同时间位移小.
正确的是AB.
考查方向
解题思路
抓住图像问题六大特点,点、线、面、斜、截、轴。
易错点
位移时间图像与速度时间图像的区别和联系。
15.如图所示,小球从竖直砖墙某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置.连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d,根据图中的信息,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
由h12∶h23∶h34∶h45=2∶3∶4∶5可知.位置“1”不是小球释放的初始位置,A错误;由Δh=d=aT2可以求出小球下落的加速度 B正确, C正确;由a=g还是a<g,可以判定小球下落过程中受不受阻力,D正确.
考查方向
解题思路
利用 求解
易错点
不能灵活运用运动学公式解题。
16.水平地面上的物体A,在斜向上的拉力F作用下,向右做匀速运动,由此可以判断( )
正确答案
解析
A、物体在水平方向必定受到摩擦力的作用,所以物体受重力、拉力、支持力和摩擦力处于平衡,知物体一定受四个力的作用.故B正确,C、根据共点力平衡得:f=Fcosθ.故C正确.D、物体A受到的支持力与F在竖直方向的分力的合力等于重力,即:N=mg-Fsinθ.故D错误.
考查方向
解题思路
受力分析利用平衡条件求解。
易错点
施力物体不清造成遗漏某个力。
14.t=0时,甲、乙两汽车从相距70 km的两地开始相向行驶,它们的v-t图象如图所示.忽略汽车掉头所需时间,下列对汽车运动状况的描述正确的是( ).
正确答案
解析
解:A、由图可知,2小时内乙车一直做反方向的运动,1小时末时开始减速但方向没有变,故A错误;
B、图象与时间轴围成的面积为汽车运动的位移,则可知,2小时内,甲车正向运动的位移为x甲=0.5×2×30km=30km;而乙车反向运动,其位移大小x乙=0.5×2×30km=30km;因两车相向运动,则2小时末时,两车还相距10km;故B正确; C、图象的斜率表示加速度,由图可知,乙车的图象斜率总是大于甲车的图象的斜率,故乙车的加速度总比甲车的大;D、4小内甲车的总位移为120km;而乙车的总位移为-30km+60km=30km,即乙车的位移为正方向的30km,两车原来相距70km,4小时末时,甲车离出发点120km,而乙车离甲车的出发点70+30km=100km,故此时甲车超过乙车,两车不会相遇,故D错误;故选BC.
考查方向
解题思路
利用速度时间图像斜率及与坐标轴所围面积的含义求解。
易错点
速度时间图像斜率及与坐标轴所围面积的含义。
17.某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,电火花计时器接220V、50Hz交流电源。用电火花计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离(可依次用字母x1、x2、x3、x4、x5、x6表示)如图所示,每两个相邻的计数点之间还有4个点未画出。
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、F两个点时小车的瞬时速度,并将这两个速度值填入下表(要求保留2位有效数字)。
(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
(3)可由所画v—t图像求出小车加速度为 ▲ m/s2(计算结果要求:保留小数点后面二位数字)。
(4)亦可不利用v—t图像求小车加速度,请写出计算小车加速度的表达式: ▲
(用字母x1、x2、x3、x4、x5、x6和交流电频率f表示)。
正确答案
(1)0.38(2)0.85(3)1.16(4)
解析
(1)由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上F点时小车的瞬时速度大小
(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线,如图所示.
(3)由图象斜率可求得小车的加速度为
(4) 交流电频率是f,由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔为:
根据逐差法公式得
考查方向
解题思路
利用纸带求出速度,再利用V-t图像求解加速度
易错点
两个计数点的时间间隔是0.1而不是0.02.
18.某同学利用如图所示的装置探究力的平行四边形定则:竖直放置铺有白纸的木板上固定有两个轻质小滑轮,细线AB和OC连接于。点,细线AB绕过两滑轮,D、E是细线与滑轮的两个接触点。在细线末端A、B、C三处分别挂有不同数量的相同钩码,设所挂钩码数分别用Nl、N2、N3表示.挂上适当数量的钩码,当系统平衡时进行相关记录.改变所挂钩码的数量,重复进行多次实验.
(1)下列能满足系统平衡的Nl、N2、N3的取值可能为:_______
(A)N1=N2=3,N3=4
(B)N1=N2=3,N3=6
(C) N1=N2=N3=3
(D)N1=3,N2=4,N3=8
(2)下列关于本实验操作的描述,正确的有:________
(A)需要利用天平测出钩码的质量
(B)∠EOD不宜过大
(C)两滑轮的轴心不必处于同一条水平线上
(D)每次实验都应使细线的结点D处于同一位置
(3)每次实验结束后,需要记录的项目有Nl、N2、N3的数值和_____▲______:
(4)该同学利用某次实验结果在白纸上绘制了如题图所示的实验结果处理图,则根据你对本实验的理解,拉力FOD和FOE的合力的测量值应是图中的____▲_____(选填“F”或“F′”);
正确答案
(1)AC(漏选得2分,错选不得分)(2)BC(漏选得2分,错选不得分)
(3)OC、OD和OE三段细线的方向(少一不得分)(4)F’
解析
(1)对O点受力分析
OA OB OC分别表示三个力的大小,由于三共点力处于平衡,所以0C等于OD.因此三个力的大小构成一个三角形.A、以钩码的个数表示力的大小,则不能构成三角形,故A正确;B、以钩码的个数表示力的大小,则三力不能构成等腰三角形,故B错误;C、以钩码的个数表示力的大小,则三力为边构成等边三角形,故C正确;D、以钩码的个数表示力的大小,则三力不能构成三角形,故D错误.故选AC.
(2)A、用砝码的个数可以代表拉力的大小,因此不需要测量砝码的质量,故A错误;B、∠EOD若太大,导致其合力较小,增大了误差,故∠EOD不宜过大,故B正确;C、只要便于记录通过滑轮的力的方向即可,两滑轮的轴心不必处于同一条水平线上,故C正确;D、该题应用了物体的平衡来探究力的平行四边形定则,不需要每次实验都使线的结点O处于同一位置,故D错误.故选BC.
(3)为验证平行四边形定则,必须作受力图,所以先明确受力点,即标记结点O的位置,其次要作出力的方向并读出力的大小,最后作出力的图示,因此要做好记录,是从力的三要素角度出发,要记录砝码的个数和记录OC、OD和OE三段细线的方向.
故答案为:OC、OD和OE三段细线的方向.
(4)本实验是要验证力的平行四边形定则,故应将由平行四边形定则得出的合力,与真实的合力进行比较而去判断平行四边形定则得出的结果是否正确,在实验中,实际合力一定与OC在同一直线上,由于误差的存在,根据平行四边形定则得出合力值( 在平行四边形的对角线上)与实验值不会完全重合的,拉力FOD和FOE的合力的测量值应是图2中的F’.
考查方向
解题思路
利用平行四边形定则求解
易错点
理论值和测量值分不清楚
20.如图所示,质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,且斜面倾角为θ.质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间,A和B都处于静止状态,求:
(1)A对B的支持力.
(2)地面对三棱柱的支持力.
(3)地面对三棱柱的摩擦力.
正确答案
(1) (M+m)g (2)mgtan θ (3) mgtan θ
解析
解析:选取A和B整体为研究对象,它受到重力(M+m)g,地面支持力FN,墙壁的弹力F和地面的摩擦力Ff的作用(如图所示)而处于平衡状态.根据平衡条件有:
FN-(M+m)g=0,F=Ff
可得FN=(M+m)g
再以B为研究对象,它受到重力mg,三棱柱对它的支持力FAB,
墙壁对它的弹力F的作用(如图所示),处于平衡状态,根据平衡条件有:
竖直方向上:FABcos θ=mg
水平方向上:FABsin θ=F
解得F=mgtan θ,所以Ff=F=mgtan θ.
考查方向
解题思路
选取AB为研究对象,受力分析根据平衡条件求解,在对物体用隔离法分析。
易错点
受力分析不全面,施力物体受力物体分不清。
19.一物体在与初速度方向相反的恒力作用下做匀减速直线运动,v0=20 m/s,加速度大小为5 m/s2,求:
(1)前两秒的位移.
(2)由开始运动算起,6 s末物体的速度.
(3)物体经多少秒后回到出发点?
正确答案
(1)30m (2)10 m/s,方向与初速度方向相反 (3)8 s
解析
由于物体连续做匀变速直线运动,故可以直接应用匀变速运动公式.以v0的方向为正方向.
(1)由公式知汽车前2S的位移为30m
(2)由公式v=v0+at知6 s末物体的速度
v=v0+at=[20+(-5)×6] m/s=-10 m/s.
负号表示此时物体的速度方向与初速度方向相反.
(3)设经t秒回到出发点,此过程中位移x=0,代入公式,并将a=-5 m/s2代入,得
t==8 s.
考查方向
解题思路
直接应用匀变速运动公式求出加速度
易错点
加速度方向判断
21.我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网,大大缩短了车辆通过收费站的时间。假设一辆汽车以10m/s的速度驶向收费站,若进入人工收费通道,它从距收费窗口20m处开始减速,至窗口处恰好停止,再用10s时间完成交费:若进入ETC通道,它从某位置开始减速,当速度减至5m后,再以此速度匀速行驶5m即可完成交费。两种情况下,汽车减速时加速度相同。求:
(1)汽车减速运动时加速度的大小:
(2)汽车进入人工收费通道,从开始减速到交费完成所需的时间;
(3)汽车从开始减速到交费完成,从ETC通道比从人工收费通道通行节省的时间。
正确答案
(1) 2.5m/s2(2)14s(3)11s
解析
(1)根据速度位移公式得,匀减速直线运动的加速度大小为:=2.5m/s2
(2)过人工收费通道,匀减速直线运动的时间为:,
汽车进入人工收费通道,从开始减速到交费完成所需的时间t=4+10s=14s.
(3)汽车在ETC收费通道,匀减速运动的时间为:,
匀减速运动的位移为:,
匀速行驶的时间为:,
从开始减速到交费完成所需的时间为:t=t1+t2=3s.
经过人工收费通道,匀减速直线运动的时间为
匀减速直线运动的位移为:
因为经过ETC通道匀减速运动的位移和匀速运动的位移之和等于经过人工收费通道的位移,
可知节省的时间为:△t=t3+10﹣t=(4+10﹣3)s=11s.
考查方向
解题思路
根据匀变速直线运动速度位移公式求出加速度,根据速度公式求出减速到零所用的时间,求出减速到完成缴费时间。
易错点
没有理清汽车在两种通道的运动规律。