下列关于质点的说法中正确的是( )
A.质点就是体积很小的物体
B.只有做直线运动的物体才能看成质点
C.转动着的物体不可以看成质点
D.任何物体在一定的条件下都可以看成质点
知识点:质点、参考系
D
【考点】质点的认识.
【分析】当物体的大小和形状在所研究的问题中能忽略,物体可以看成质点;质点是实际问题的理想化模型.
【解答】解:A、质点是理想化的模型,当物体的大小和形状在研究的问题中能忽略,就可以看成质点,不一定体积小、质量小的物体可以看成质点;故A错误;
B、曲线运动中,当物体的大小可以忽略不计时,物体就可以简化为质点,故B错误;
C、当研究地球的公转周期时,地球可以简化为质点,故C错误;
D、质点是理想化的模型,只有当物体的大小和形状在研究的问题中能忽略,才可以看成质点;故D错误;
故选:D.
下列各组物理量中,全部是矢量的是( )
A.位移、时间、速度、加速度
B.质量、路程、速率、时间
C.速度、平均速度、位移、加速度
D.位移、路程、时间、加速度
知识点:物理
C
【考点】矢量和标量.
【分析】既有大小又有方向,相加是遵循平行四边形定则的物理量是矢量,如力、速度、加速度、位移、动量等都是矢量;只有大小,没有方向的物理量是标量,如路程、时间、质量等都是标量.
【解答】解:A、时间没有方向为标量,故A错误;
B、质量、路程、速率、时间均为标量,故B错误;
C、速度、平均速度、位移、加速度这四个物理量均有大小和方向,因此为矢量,故C正确;
D、路程、时间只有大小没有方向,因此为标量,故D错误.
故选C.
在2010年2月加拿大温哥华举行的冬奥会上,进行短道速滑时,滑冰运动员要在弯道上进行速滑比赛,如图为某运动员在冰面上的运动轨迹,图中关于运动员的速度方向、合力方向正确的是( )
A. B. C. D.
知识点:运动的合成和分解
D
【考点】运动的合成和分解.
【分析】物体做曲线运动时,轨迹夹在合力与速度方向之间,合力大致指向轨迹凹的一方.
【解答】解:根据曲线运动的轨迹夹在合力与速度方向之间,合力大致指向轨迹凹的一向.知D正确,A、B、C错误.
故选D.
如图所示,A、B两球用劲度系数为k1的轻质弹簧相连,B球用长为L的细线悬于O点,A球固定在O点正下方,且O、A间的距离也为L,此时绳子的拉力为F1,现把A、B间的弹簧换成劲度系数为k2的轻质弹簧,仍使系统平衡,此时绳子的拉力为F2,则F1和F2的大小关系为( )
A.F1>F2 B.F1<F2 C.F1=F2 D.无法确定
知识点:共点力的平衡
C
【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
【分析】研究任意一种情况下,绳子拉力与重力的关系.以小球B为研究对象,分析受力情况,根据三角形相似法,得出绳子的拉力与小球B的重力的关系,再研究F1和F2的大小关系.
【解答】解:以小球B为研究对象,分析受力情况,由平衡条件可知,弹簧的弹力N和绳子的拉力F的合力F合与重力mg大小相等,方向相反,即F合=mg,作出力的合成力如图
由三角形相似得
又由题,OA=OB=L,得,F=F合=mg,可见,绳子的拉力F只与小球B的重力有关,与弹簧的劲度系数K无关,所以得到F1=F2.
故选C
“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c是人所到达的最低点,b是人静止悬吊时的平衡位置.人在从P点下落到最低点c点的过程中,下列说法不正确的是( )
A.在Pa段做自由落体运动,处于完全失重状态
B.ab段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态
C.bc段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态
D.c点时人的速度为零,处于平衡状态
知识点:物体的超重与失重
D
【考点】牛顿运动定律的应用﹣超重和失重.
【分析】a点是弹性绳的原长位置,故a点之前人做自由落体运动.
b是人静止悬吊着时的平衡位置,故ab段绳的拉力等于重力.bc段绳的拉力大于重力;
c是人所到达的最低点,故c点速度为零.
【解答】解:A、a点是弹性绳的原长位置,故a点之前人只受重力,人做自由落体运动,故A正确.
B、b是人静止悬吊着时的平衡位置,故ab段绳的拉力小于重力,人处于失重状态,故B正确.
C、在bc段绳的拉力大于人的重力,故人处于超重,故C正确.
D、c是人所到达的最低点,故c点速度为零,但受向上的合力不为零,有向上的加速度,故D不正确.
本题选不正确的,故选:D
一个水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如图中虚线所示.则小球水平方向通过的距离与竖直方向下落的距离之比为( )
A.tanθ B. C.2tanθ D.
知识点:抛体运动
C
【考点】平抛运动.
【分析】物体做平抛运动,我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动,两个方向上运动的时间相同.根据小球落在斜面上时速度方向,由分速度公式求时间,再由分位移公式求解水平方向通过的距离与竖直方向下落的距离之比.
【解答】解:小球落斜面上时速度方向与斜面垂直,则有 tanθ=
小球水平方向通过的距离与竖直方向下落的距离之比为 x:y=v0t: =2tanθ
故选:C
如图所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体.细绳的一端与物体相连,另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连.物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为4.9N.关于物体受力的判断(取g=9.8m/s2),下列说法正确的是( )
A.斜面对物体的摩擦力大小为零
B.斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向竖直向上
C.斜面对物体的支持力大小为4.9N,方向竖直向上
D.斜面对物体的支持力大小为4.9N,方向垂直斜面向上
知识点:共点力的平衡
A
【考点】共点力平衡的条件及其应用;摩擦力的判断与计算;物体的弹性和弹力.
【分析】对物体受力分析,求出物体重力与斜面方向上的分力大小,与弹簧的拉力比较判断出摩擦力的大小和方向.根据共点力平衡求出支持力的大小.
【解答】解:A、物体重力沿斜面方向下的分力Gx=mgsin30°=4.9N,与弹簧的弹力相等,根据共点力平衡,知物体不受摩擦力作用.故A正确,B错误.
C、根据共点力平衡得,N=mgcos30°=N,方向垂直于斜面向上.故C、D错误.
故选:A.
两物体A和B,质量分别为m1和m2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示.对物体A施以水平的推力F,则物体A对物体B的作用力等于( )
A. B. C.F D.
知识点:牛顿第二定律
B
【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.
【分析】先对整体研究,由牛顿第二定律求出加速度,再隔离右侧物体研究,右侧物体水平方向受到左侧物体对它的作用力,由牛顿第二定律求出作用力.
【解答】解:根据牛顿第二定律,得
对整体:a=
对右侧物体:F′=m2a=F
故选B
(多选题)物体b在水平推力F作用下,将物体a挤压在竖直墙壁上,如图所示,a、b 处于静止状态,关于a、b两物体的受力情况,下列说法正确的是( )
A.a受到两个摩擦力的作用
B.a共受到四个力的作用
C.b共受到三个力的作用
D.a受到墙壁摩擦力的大小不随F的增大而增大
知识点:摩擦力
AD
【考点】静摩擦力和最大静摩擦力.
【分析】分析以a、b组成的整体和b为研究对象,根据平衡条件研究墙壁对a的摩擦力和b对a的摩擦力大小,再比较它们的大小.分析受力时先分析重力,再分析弹力和摩擦力.
【解答】解:
A、a受到五个力:重力、墙对a向右的弹力和向上的静摩擦力,b对a向左的压力和向下的静摩擦力.故A正确,B错误.
C、b共受到四个力的作用:重力、F、a对b向右的弹力和向上的静摩擦力.故C错误.
D、由上得知,墙壁对a的摩擦力大小等于a和b的总重力,不随随F的增大而增大.故D正确.
故选AD
(多选题)下列所给的图象中能反映做直线运动的物体回到初始位置的是( )
A. B. C. D.
知识点:匀变速直线运动
CD
【考点】匀变速直线运动的图像;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】v﹣t图象中图象与时间轴围成的面积表示物体的位移,分析各图象中的运动过程可得出正确结果.
【解答】解:A、由图可知,物体一直沿正方向运动,位移增大,故无法回到初始位置,故A错误;
B、由图可知,物体一直沿正方向运动,位移增大,故无法回到初始位置,故B错误;
C、物体第1s内的位移沿正方向,大小为2m,第2s内位移为2m,沿负方向,故2s末物体回到初始位置,故C正确;
D、物体做匀变速直线运动,2s末时物体的总位移为零,故物体回到初始位置,故D正确;
故选:CD.
(多选题)汽车在平直公路上做初速度为零的匀加速直线运动,途中用了6s时间经过A、B两根电线杆,已知A、B间的距离为60m,车经过B时的速度为15m/s,则( )
A.车从出发到B杆所用时间为9s
B.车的加速度为15m/s2
C.经过A杆时速度为5m/s
D.从出发点到A杆的距离是7.5m
知识点:匀变速直线运动
ACD
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】先解出AB之间的平均速度,即为AB中间时刻的瞬时速度,根据加速度的定义求得加速度,根据速度公式求得A点的速度和到达B所用的时间,用速度和位移的关系公式求得从出发点到A点的距离.
【解答】解:据可知,,因为vB=15m/s,所以vA=5m/s
汽车的加速度为:
汽车做初速度为0的匀加速直线运动,故汽车从静止开始到A点的时间为:,
则车从出发到B杆所用时间为9s.车出发到A杆的距离为:
.
综上所知,ACD正确,B错误.
故选:ACD.
(多选题)如图所示,A,B两条直线是在A,B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别是mA和mB的物体实验得出的两个加速度a与力F的关系图线,由图分析可知( )
A.mA<mB B.mA>mB
C.两地重力加速度gA<gB D.两地重力加速度gA=gB
知识点:牛顿第二定律
AD
【考点】牛顿第二定律.
【分析】根据牛顿第二定律a﹣F图象中斜率表示,由图象可知当两个物体外力F都为0时加速度都相同,此时只受重力,说明重力加速度相等.
【解答】解:根据F=ma可知
a﹣F图象中斜率表示,由图可知A的斜率大于B的斜率,所以mA<mB
根据牛顿第二定律
由图象可知当两个物体外力F都为0时加速度都相同
两物体都只受重力作用a=g
所以gA=gB
故选AD.
在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某小组利用如图甲所示的装置完成实验,橡皮条的一端C固定在木板上,用两只弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点.
则下列叙述正确的是
A.该实验中CO的拉力是合力,AO和BO的拉力是分力
B.两次操作必须将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
C.实验中AO和BO的夹角应尽可能大
D.在实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度线
对数据处理后得到如图2乙所示的图线,则F与F′两力中,方向一定沿CO方向的是 .
知识点:物理
BD,F′.
【考点】验证力的平行四边形定则.
【分析】本实验的目的是验证力的平行四边形定则,研究合力与分力的关系,而合力与分力是等效的.本实验采用作合力与分力图示的方法来验证,根据实验原理和方法来选择.
【解答】解:A、实验中AO、BO的拉力是分力,合力的方向与CO拉力的方法相反,故A错误.
B、为了产生相同的效果,两次操作将橡皮条和绳的结点拉到相同的位置,故B正确.
C、为了减小测量的误差,拉力的夹角适当大一些,不是尽可能大,故C错误.
D、为了减小误差,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度线,故D正确.
故选:BD.
F是根据平行四边形定则得出,拉力F′是一根弹簧秤的拉力,方向与CO方向共线.
故答案为:BD,F′.
如图1所示是某同学《探究加速度与力、质量的关系》的实验装置.
(1)图2是某同学在正确操作下获得的一条纸带,A、B、C、D、E每两点之间还有4个计时点没有标出,相邻两计时点间的时间间隔为0.02s.该同学在图中标出测量的距离时,忘记写下BC和CD的数值,只标记下了
AB和DE的数值.但他仍然算出了加速度的数值,则滑块的加速度大小为 m/s2(结果保留两位有效数字).
通过多次实验,在保证滑块质量不变的情况下,实验中测得滑块的加速度a和细线拉力F(用沙桶和沙的总重力代替)的资料如下表所示.
F/N
0.20
0.30
0.40
0.50
a/(m/s2)
0.10
0.21
0.29
0.40
(2)请你根据表中的数据在图3中作a﹣F图线.
(3)根据图线可求出滑块的质量是 kg
(4)图线在F轴上截距的物理意义是 .
知识点:探究加速度与力、质量的关系
解:(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的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:a===0.61m/s2
(2))运用描点法得:
(3)根据F=ma得:
a=,所以a﹣F图线的斜率倒数表示滑块的质量,
根据图象得图线的斜率大小是1,所以滑块的质量是1kg.
(4)图线在F轴上截距的物理意义是小车运动过程中受到的阻力
故答案为:(1)0.61
(2)如图
(3)1
(4)小车运动过程中受到的阻力
【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
【分析】根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小.
该实验采用的是控制变量法研究,其中加速度、质量、合力三者的测量很重要.
采用描点法作图,绘出一条倾斜的直线.
如图所示,飞机离地面高度为H=500m,水平飞行速度为v1=100m/s,追击一辆速度为v2=20m/s同向行驶的汽车,欲使炸弹击中汽车,飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹?(g=10m/s2)
知识点:抛体运动
解:炸弹做的是平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动:
由h=gt2可知,t===10s;
在水平方向上匀速直线运动:水平方向运动时间和飞行时间相同;
则s=v0t=10s×100m/s=1000m;
在此段时间内汽车向前行驶的距离s0=10s×20m/s=200m;
故s1=s﹣s0=1000m﹣200m=800m;
答:飞机应在距离汽车的水平距离800m处投弹.
【考点】平抛运动.
【分析】(1)投出去的炸弹做平抛运动,平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动.平抛运动的高度确定时间,根据高度求出时间,再根据水平速度和时间求出水平位移;
(2)炸弹击中汽车的条件是:在水平方向上的位移关系:炸弹飞行的距离=汽车行驶距离+相互距离.
在光滑的水平面上有一个质量为m=1kg的小球,小球一端与水平轻弹簧相连,另一端与和竖直方向成θ=600角不可伸长的轻绳相连,如图所示.此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,求:
(1)小球的加速度大小和方向.
(2)此时轻弹簧的弹力与水平面对小球的弹力的比值为多少?取g=10m∕s2.
知识点:牛顿第二定律
解:(1)由题意,小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,以小球为研究对象,根据平衡条件得:
F1=F2sin60°
F2cos60°=mg
解得,F2=2mg,F1=mg
当剪断轻绳瞬间弹簧的弹力大小不变,仍为mg,小球在竖直方向上水平面支持力与重力平衡,根据牛顿第二定律得小球的加速度大小为:
a==g,方向水平向左.
(2)此时水平面对小球的弹力N=mg
故此时轻弹簧的弹力与水平面对小球的弹力的比值为F1:mg=mg:mg=
答:(1)小球的加速度大小为g,方向水平向左.
(2)此时轻弹簧的弹力与水平面对小球的弹力的比值为.
【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.
【分析】(1)先分析剪断轻绳前弹簧的弹力和轻绳的拉力大小,再研究剪断轻绳瞬间,抓住弹簧的弹力没有变化,求解小球的合力,由牛顿第二定律求出小球的加速度的大小和方向.
(2)由上题求解轻弹簧的弹力,根据竖直方向上小球平衡求出水平面对小球的弹力,即可求得两力的比值.
有一平板车,车厢底板水平光滑,车厢的前、后端均有挡板,前后挡板间的距离L=10m.将一个小物体放在底板上并靠着后挡板,让平板车在平直轨道上由静止开始做匀加速直线运动,加速度a1=2m/s2,经时间t1=4s,平板车开始刹车并立即开始做匀减速直线运动,加速度大小a2=4m/s2,求:
(1)平板车刚开始刹车时的速度v1
(2)平板车从开始运动到停止运动通过的位移x
(3)从平板车开始刹车至小物体撞到平板车的前挡板经历的时间.
知识点:匀变速直线运动
解:(1)平板车刚开始刹车时的速度
v=a1t1=2×4=8(m/s)
故平板车刚开始刹车时的速度v1为8m/s.
(2)平板车在加速运动阶段的位移(m)
平板车在减速运动阶段的位移为x2,
(m)
∴平板车从开始运动到停止运动通过的位移 x=x1+x2=24(m)
故平板车从开始运动到停止运动通过的位移x为24m.
(3)平板车从开始刹车至停止,运动的时间(s)
在这段时间内,小物体的位移 x'2=vt2=8×2=16(m)
由于 x'2﹣L=6 m<x2=8 m
表面在平板车停止运动时,小物体还未撞到平板车的前挡板
∴从平板车开始刹车至小物体撞到平板车的前挡板经历的时间(s)
故从平板车开始刹车至小物体撞到平板车的前挡板经历的时间为2.25s.
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
【分析】(1)平板车在刹车前做初速度为0,加速度a1=2m/s2的匀加速直线运动,根据v=at求出平板车刹车时的速度.
(2)平板车先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动,根据运动学公式分别求出匀加速和匀减速直线运动的位移,从而得出平板车从开始运动到停止运动通过的位移x.
(3)平板车刹车后,平板车做匀减速运动到零,小物体做匀速直线运动,速度等于刹车时平板车的速度.求出物体做匀速直线运动到撞上前挡板所经过的位移,从而得出匀速运动的时间.