(单选)下列说法正确的是( )
A. 高速公路上限速牌上的速度值指平均速度
B. 运动员在处理做香蕉球运动的足球时,要将足球看成质点
C. 运动员的链球成绩是指链球从离开手到落地的位移大小
D. 选取不同的参考系,同一物体的运动轨迹可能不同
知识点:质点、参考系
解:A、高速公路上限速牌上的速度值指瞬时速度,故A错误
B、运动员在处理做香蕉球运动的足球时,要看足球的旋转,不能看成质点,故B错误
C、运动员的链球成绩是指链球从起点位置到落地的位移大小,故C错误
D、选取不同的参考系,同一物体的运动轨迹可能不同,故D正确
故选D.
(单选)下列说法正确的是( )
A. 运动越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大
B. 同一物体在地球上不同的位置受到的重力是不同,所以它的惯性也随位置的变化而变化
C. 一个小球竖直上抛,抛出后能继续上升,是因为小球运动过程中受到了向上的推力
D. 物体的惯性大小只与本身的质量有关,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小
知识点:牛顿第一定律
解:A、运动越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,匀减速的距离越大,惯性和物体的运动状态无关,惯性的大小和质量成正比,即惯性不变,故A错误.
B、同一物体在地球上不同的位置受到的重力是不同,惯性的大小和质量成正比,即惯性不变,故B错误.
C、一个小球竖直上抛,抛出后能继续上升,是因为物体具有惯性,故C错误.
D、物体的惯性大小只与本身的质量有关,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小,故D正确.
故选D.
(单选)倾角为α、质量为M的斜面体静止在水平桌面上,质量为m的木块静止在斜面体上.下列结论正确的是( )
A. 木块受到的摩擦力大小是mgcosα
B. 木块对斜两体的压力大小是mgsinα
C. 桌面对斜面体的摩擦力大小是mgsinαcosα
D. 桌面对斜面体的支持力大小是(M+m)g
知识点:共点力的平衡
解:AB、先对木块m受力分析,受重力mg、支持力N和静摩擦力f,根据平衡条件,有:
f=mgsinθ…①
N=mgcosθ…②
故AB错误;
CD、对M和m整体受力分析,受重力和支持力,二力平衡,故桌面对斜面体的支持力为N=(M+m)g,静摩擦力为零,故C错误,D正确.
故选:D.
(单选)一质点受多个力的作用,处于静止状态,现使其中一个力的大小逐渐减小到零,再沿原方向逐渐恢复到原来的大小.在此过程中,其它力保持不变,则质点的加速度大小a和速度大小v的变化情况是( )
A.
a和v都始终增大
B.
a和v都先增大后减小
C.
a先增大后减小,v始终增大
D.
a和v都先减小后增大
知识点:牛顿第二定律
解:由于质点初始处于静止状态,则其所受合力为零.这就相当于受两个等大反向的力:某个力和其余几个力的合力.其中某个力逐渐减小,而其余几个力的合力是不变的,则其合力就在这个力的反方向逐渐增大,这个力再由零增大到原来大小,则合力又会逐渐减小直到变为零,所以合力变化为先增大后减小,故加速度a先增大后减小,因此AD错误;
合外力的方式始终与其余几个力的合力保持一致.由牛顿第二定律F合=ma知其加速度先增大后减小.所以从加速变化看只有C项符合,又由于其合外力方向始终不变,则加速度方向始终不变,所以其速度会一直增大.因此B错误,C正确.
故选:C.
(单选)科技馆里有一个展品,该展品放在暗处,顶部有一个不断均匀向下喷射水滴的装置,在频闪光源的照射下,可以看到水滴好像静止在空中固定的位置不动,如图所示.某同学为计算该装置喷射水滴的时间间隔,用最小刻度为毫米的刻度尺测量了空中几滴水间的距离,由此可计算出该装置喷射水滴的时间间隔为(g取10m/s2)( )
A.
0.01s
B.
0.02s
C.
0.1s
D.
0.2s
知识点:自由落体运动
解:根据△y=gT2,知:T=.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
(单选)如图所示,壁虎在竖直玻璃面上斜向上匀速爬行,关于它在此平面内的受力分析,下列图示中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
知识点:共点力的平衡
解:壁虎匀速直线运动
对壁虎进行受力分析:
可知F与mg大小相等,方向相反.
故选:A.
(单选)随着世界航空事业的发展,深太空探测已逐渐成为各国关注的热点.假设深太空中有一颗外星球,质量是地球质量的2倍,半径是地球半径的.则下列判断正确的是( )
A.
该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期
B.
某物体在该外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的4倍
C.
该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍
D.
绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同
知识点:万有引力定律
解:A、根据
解得:T=
而不知道同步卫星轨道半径的关系,所以无法比较该外星球的同步卫星周期与地球同步卫星周期关系,故A错误;
B、根据
解得:a=
所以,故B错误;
C、根据解得:v=,所以,故C正确;
D、根据C分析可知:v=,轨道半径r相同,但质量不同,所以速度也不一样,故D错误.
故选C
(单选)一水平放置的圆盘,可以绕中心O点旋转,盘上放一个质量为m的铁块(可视为质点),轻质弹簧一端连接铁块,另一端系于O点,铁块与圆盘间的动摩擦因数为μ,如图.铁块随圆盘一起匀速转动,铁块距中心O点的距离为r,这时弹簧的拉力大小为F,重力加速度为g,已知铁块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则圆盘的角速度可能是( )
A.
ω≥
B.
ω≤
C.
<ω<
D.
≤ω≤
知识点:圆周运动
解:当摩擦力指向圆心达到最大时,角速度达到最大,根据 F+μmg=mrω2,解得最大角速度.
当摩擦力背离圆心达到最大时,角速度达到最小,根据 F﹣μmg=mrω2,解得最小角速度.
所以角速度的范围为:≤ω≤.故D正确,A、B、C错误.
故选:D
(多选)如图所示是一辆汽车和一辆摩托车同时同地沿同一方向做直线运动的v﹣t图象,则由图象可知( )
A.
40s末汽车在摩托车之前
B.
20s末汽车运动方向发生改变
C.
60s内两车相遇两次
D.
60s末汽车回到出发点
知识点:匀变速直线运动
解:A、由图看出,t=40s时摩托车图线的“面积”小于汽车图线的“面积”,则摩托车的位移小于汽车的位移,两者又是从同一位置出发的,则40s末汽车在甲摩托车之前.故A正确.
B、根据图象看出,汽车的速度一直都为正值,说明一直沿正方向向前运动.故B错误.
C、两车从同一地点沿同一方向做直线运动,从图象看出,20s末和60s末两图线的“面积”相等,说明两物体的位移相等,两物体相遇.故C正确.
D、60s末乙物体位移最大,没有回到出发点.故D错误.
故选:AC
(多选)如图所示,A、B都是重物,A被绕过小滑轮P的细线所悬挂,B放在粗糙的水平桌面上;滑轮P被一根斜短线系于天花板上的O点;O′是三根线的结点,bO′水平拉着B物体,cO′沿竖直方向拉着弹簧;弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略,整个装置处于平衡静止状态.若悬挂小滑轮的斜线OP的张力是,则下列说法中错误的( )
A.
弹簧的弹力为 10 N
B.
重物A的质量为2kg
C.
桌面对B物体的摩擦力为N
D.
OP与竖直方向的夹角为60°
知识点:共点力的平衡
解:
A、设悬挂小滑轮的斜线中的拉力与O′a绳的拉力分别为T1和T,则有:
2Tcos30°=T1
得:T=20N.
以结点O′为研究对象,受力如图,根据平衡条件得,弹簧的弹力为F1=Tcos60°=10N.故A正确.
B、重物A的质量mA==2kg,故B正确;
C、绳O′b的拉力F2=Tsin60°=10N,故C正确;
D、由于动滑轮两侧绳子的拉力大小相等,根据对称性可知,细线OP与竖直方向的夹角为30°.故D错误.
题目要求选不正确的,故选:D.
(多选)图为在平静海面上,两艘拖船A、B拖着驳船C运动的示意图.A、B的速度分别沿着缆绳CA、CB方向,A、B、C不在一条直线上.由于缆绳不可伸长,因此C的速度在CA、CB方向的投影分别与A、B的速度相等,由此可知C的( )
A.
速度大小可以介于A、B的速度大小之间
B.
速度大小一定不小于A、B的速度大小
C.
速度方向可能在CA和CB的夹角范围外
D.
速度方向一定在CA和CB的夹角范围内
知识点:运动的合成和分解
解:A、B、船C沿着绳子靠向A船的同时还要绕A船转动;同理,船C沿着绳子靠向B船的同时还要绕B船转动;
先将船C的速度先沿着平行AC绳子和垂直AC绳子方向正交分解;再将船C的速度先沿着平行BC绳子和垂直BC绳子方向正交分解;
由于绳子不可伸长,故每条船沿着绳子方向的分速度是相等的;
由于船C的速度方向未知,可能在AC与BC绳子之间,也可能不在在AC与BC绳子之间,故两船速度大小无法比较,但从图中可以看出,两拖船速度一定小于C船速度;故A错误,B正确;
C、D、由于船C的合速度方向未知,可以在AC与BC绳子之间,也可能不在在AC与BC绳子之间,故C正确,D错误;
故选:BC.
(多选)冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆,公转周期为T0,其近日点到太阳的距离为a,远日点到太阳的距离为b,半短轴的长度为c,如图所示.若太阳的质量为M,万有引力常量为G,忽略其他行星对它的影响,则( )
A.
冥王星从A→B→C的过程中,速率逐渐变小
B.
冥王星从A→B所用的时间等于
C.
冥王星从B→C→D的过程中,万有引力对它先做正功后做负功
D.
冥王星在B点的加速度为
知识点:万有引力定律
解:A、根据第二定律:对每一个行星而言,太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等.所以冥王星从A→B→C的过程中,冥王星与太阳的距离增大,速率逐渐变小,故A正确;
B、公转周期为T0,冥王星从A→C的过程中所用的时间是0.5T0,
由于冥王星从A→B→C的过程中,速率逐渐变小,从A→B与从B→C的路程相等,
所以冥王星从A→B所用的时间小于,故B错误;
C、冥王星从B→C→D的过程中,万有引力方向先与速度方向成钝角,过了C点后万有引力方向与速度方向成锐角,所以万有引力对它先做负功后做正功,故C错误;
D、根据万有引力充当向心力知=ma知,冥王星在B点的加速度为,故D错误;
故选:A.
(1)用游标为20分度的卡尺测量某金属丝的长度,由图1可知其长度为 50.15 mm;
(2)用螺旋测微器测量其直径如图2,由图可知其直径为 4.700 mm.
知识点:长度的测量
解:游标卡尺的固定刻度读数为50mm,游标读数为0.05×3mm=0.15mm,所以最终读数为50.15mm.
螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm,可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm,所以最终读数为4.700mm.
故答案为:(1)50.15;(2)4.700
如图所示是一同学在一次实验中用打点计时器打出的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是打点计时器连续打出的6个点(其中F点没画出),利用纸带旁边的刻度尺读出数据(要求读到毫米下一位),并回答下列问题:
根据图示情况,AB间距离为 1.00 cm,物体在纸带打出C点时的瞬时速度为 0.78 m/s.
知识点:测定匀变速直线运动的加速度
解:毫米刻度尺测量长度,要求估读即读到最小刻度的下一位,AB之间的距离为:1.00cm.
ABCDE是打点计时器连续打出的点,因此计数点之间的时间间隔为:T=0.02s;
根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度求出C点速度为:
vC==0.78m/s
故答案为:1.00;0.78
为了验证“当质量一定时,物体的加速度与它所受的合外力成正比”,用如图1所示装置实验:一端装有定滑轮的木板放在水平桌面上,木板上有一小车,其一端与打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与砝码连接.进行实验时,小车做匀加速运动,在纸带上打出一系列的点迹.
(1)利用图1中所示装置开始实验,其中有一个错误: 没有将长木板左端垫高,平衡摩擦力 .
(2)纸带记录了小车的匀变速运动,如图2所示,图中两计数点间有四个点未画出.已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,则小车运动的加速度a= 0.80 m/s2(保留2位有效数字).
(3)如果实验操作过程没有错误,但在绝大多数情况下,根据公式a=计算出的加速度要比利用纸带测出的加速度大.其原因: 绳实际的拉力小于钩码的重力 .
知识点:探究加速度与力、质量的关系
解:(1)由图可以看出,长木板处于水平状态,则没有将长木板左端垫高,平衡摩擦力;
(2)图中两计数点间有四个点未画出,则两个计数点的时间间隔T=5×0.02=0.1s,
根据匀变速直线运动的推论得:
解得:a==0.80m/s2;
(3)实验中小车合力要小于钩码重力,所以根据公式计算出的加速度要比利用纸带测出的加速度大的原因是存在摩擦阻力,绳实际的拉力小于钩码的重力.
故答案为:(1)没有将长木板左端垫高,平衡摩擦力;
(2)0.80;
(3)绳实际的拉力小于钩码的重力.
据人民网报道,北京时间2013年12月6日17时53分,嫦娥三号探测器成功实施近月制动,顺利进入环月轨道.探测器环月运行轨道可视为圆轨道.已知探测器环月运行时可忽略地球及其他天体的引力,轨道半径为r,运动周期为T,引力常量为G.求:
(1)探测器绕月运行的速度的大小;
(2)探测器绕月运行的加速度的大小;
(3)月球的质量.
知识点:万有引力定律
解:(1)根据线速度与周期的关系,探测器绕月运行的线速度大小为
(2)根据加速度与周期的关系,探测器绕月运行的加速度的大小为
(3)设月球质量为M,嫦娥三号探测器的质量为m,探测器运行时月球对它的万有引力提供向心力,
根据万有引力定律和牛顿第二定律有
解得:
答:(1)探测器绕月运行的速度的大小为;
(2)探测器绕月运行的加速度的大小为;
(3)月球的质量为.
一传送带装置如图所示,其中AB段是水平的,长度LAB=4m,BC段是倾斜的,长度LBC=5m,倾角为θ=37°,AB和BC在B点通过一段极短的圆弧连接(图中未画出圆弧),传送带以v=4m/s的恒定速率顺时针运转.已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2.现将一个工件(可看作质点)无初速地放在A点,求:
(1)工件第一次到达B点所用的时间;
(2)工件沿传送带上升的最大高度.
知识点:动能和动能定理
解:(1)工件刚放在水平传送带上的加速度为a1,
由牛顿第二定律得:μmg=ma1,
解得:a1=μg=0.5×10=5m/s2,
经t1时间与传送带的速度相同,由v=at得:
工件的运动时间:t1==s=0.8s,
前进的位移为:x1=a1t12=1.6m,
此后工件将与传送带一起匀速运动至B点,
由x=vt得:t2===0.6s
所以工件第一次到达B点所用的时间:
t=t1+t2=0.8s+0.6s=1.4s;
(2)设工件上升的最大高度为h,由动能定理得:
(μmgcos37°﹣mgsin37°)•=0﹣mv2,
解得:h=2.4m;
答:(1)工件第一次到达B点所用的时间为1.4s;
(2)工件沿传送带上升的最大高度为2.4m.
山地滑雪是人们喜爱的一项运动,一滑雪道ABC的底部是一半径为R的圆,圆与雪道相切于C点,C点的切线水平,C点与水平雪地间距离为H,如图所示,D是圆的最高点,一运动员从A点由静止下滑,刚好能经过圆轨道最高点D旋转一周,再经C后被水平抛出,当抛出时间为t时,迎面水平刮来一股强风,最终运动员以速度v落到了雪地上,已知运动员连同滑雪装备的总质量为m,重力加速度为g,不计遭遇强风前的空气阻力和雪道及圆轨道的摩擦阻力,求:
(1)A、C的高度差为多少时,运动员刚好能过D点?
(2)运动员刚遭遇强风时的速度大小及距地面的高度.
知识点:圆周运动
解:(1)刚好能经过圆轨道最高点D,则根据向心力有:mg=
求出D点速度为:v=
从A到D的过程中根据动能定理得:=mghAD
AC间高度为:h=hAD+2R
解得:h=
(2)运动员做平抛运动时,在竖直方向的速度为:v⊥=gt
水平方向速度为v0,有:﹣=mg•2R
速度为:v==
下落为高度为:h1=
距地面的高度为:h2=H﹣h﹣h1=H﹣﹣
答:(1)AC高度h为;
(2)运动员刚遭遇强风时的速度大小为,距地面的高度为H﹣﹣.
如图(a)所示,木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于斜面、大小为F=8N的力作用下加速度与斜面倾角的关系.已知物块的质量m=1kg,通过DIS实验,得到如图(b)所示的加速度与斜面倾角的关系图线.若物块与木板间的动摩擦因数为0.2,假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力,g取10m/s2.试问:
(1)图(b)中图线与纵坐标交点ao多大?
(2)图(b)中图线与θ轴交点坐标分别为θ1和θ2,木板处于该两个角度时的摩擦力指向何方?说明在斜面倾角处于θ1和θ2之间时物块的运动状态.
(3)θ1为多大?
(4)如果木板长L=2m,倾角为37°,物块在F的作用下由O点开始运动,为保证物块不冲出木板顶端,力F最多作用多长时间?(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)
知识点:牛顿第二定律
解:(1)当木板水平放置时,物块的加速度为a0,此时滑动摩擦力:
f=μN=μmg=0.2×1×10=2(N)
解得:=6(m/s2)
(2)当摩擦力沿斜面向下且加速度为零时木板倾角为θ1,当摩擦力沿斜面向上且加速度为零时木板倾角为θ2,这时物块处于静止状态.
(3)N1=mgcosθ1 F1=μN1=μmgcosθ1F=mgsinθ1+μmgcosθ1
联立方程8=10sinθ1+2cosθ1解得θ1≈40.4°
(4)力F作用时的加速度(m/s2)
撤去力F后的加速度大小a2=mgsin37°+μmgcos37°m=10×0.6+0.2×10×0.81=7.6(m/s2)
设物块不冲出木板顶端,力F最长作用时间为t
则撤去力F时的速度v=a1t位移
撤去力F后运动的距离由题意有 L=s1+s2即:
解得:t≈3.1s
答:(1)图(b)中图线与纵坐标交点ao为6(m/s2);
(2)当摩擦力沿斜面向下且加速度为零时木板倾角为θ1,当摩擦力沿斜面向上且加速度为零时木板倾角为θ2,这时物块处于静止状态.
(3)θ1为40.4°;
(4)力F最多作用时间为3.1s.