时间:2019-06-28 05:24:10
1、实验题 在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．
（1）当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图像法处理数据．为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系，应该作a与________的图像。
（3）某组同学实验得出数据，画出a－F图像如图所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是（ ）
A．实验中没有平衡摩擦力
B．实验中平衡摩擦力过度
C．实验中绳子拉力方向没有跟木板平行
D．实验中小车质量发生变化
参考答案：）（1）M＞＞m；（2）
；（3）B.
本题解析：（1）以整体为研究对象有：mg=（m+M）a；解得：
，以M为研究对象有绳子的拉力为：
；显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力。
（2）根据牛顿第二定律F=Ma，a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M图象；但存在关系：
，故a与 成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应作
图象；
（3）图中没有拉力时就产生了加速度，说明平衡摩擦力时木板倾角过大，故选B.
考点：探究加速度与力、质量的关系.
本题难度：一般
2、计算题 如图甲所示，BCD为竖直放置的半径R=0.20m的半圆形轨道，在半圆形轨道的最低位置B和最高位置D均安装了压力传感器，可测定小物块通过这两处时对轨道的压力FB和FD。半圆形轨道在B位置与水平直轨道AB平滑连接，在D位置与另一水平直轨道EF相对，其间留有可让小物块通过的缝隙。一质量m=0.20kg的小物块P（可视为质点），以不同的初速度从M点沿水平直轨道AB滑行一段距离，进入半圆形轨道BCD经过D位置后平滑进入水平直轨道EF。一质量为2m的小物块Q（可视为质点）被锁定在水平直轨道EF上，其右侧固定一个劲度系数为k=500N/m的轻弹簧。如果对小物块Q施加的水平力F≥30N，则它会瞬间解除锁定沿水平直轨道EF滑行，且在解除锁定的过程中无能量损失。已知弹簧的弹性势能公式
,其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。g取10m/s2。
（1）通过传感器测得的FB和FD的关系图线如图乙所示。若轨道各处均不光滑，且已知轨道与小物块P之间的动摩擦因数μ=0.10，MB之间的距离xMB=0.50m。当 FB=18N时，求：
①小物块P通过B位置时的速度vB的大小；
②小物块P从M点运动到轨道最高位置D的过程中损失的总机械能；
（2）若轨道各处均光滑，在某次实验中，测得P经过B位置时的速度大小为
m/s。求在弹簧被压缩的过程中，弹簧的最大弹性势能。
参考答案：（1）①4.0m/s②0.50J （2）1.37J
本题解析：（1）①设小物块P在B、D两位置受轨道弹力大小分别为NB、ND，速度大小分别为vB、vD。
根据牛顿第三定律可知
小物块P通过B位置时，根据牛顿第二定律有
解得：vB=4.0m/s
②小物块P从M到B所损失的机械能为：ΔE1=μmgxMB=0.10J
小物块P通过D位置时，根据牛顿第二定律有
解得：vD=2.0m/s
小物块P由B位置运动到D位置的过程中，克服摩擦力做功为Wf，
根据动能定理有－
解得：
Wf=0.40J
小物块P从B至D的过程中所损失的机械能ΔE2=0.40J
小物块P从M点运动到轨道最高点D的过程中所损失的机械能ΔE=0.50J
（2）在轨道各处均光滑的情况下，设小物块P运动至B、D位置速度大小分别为vB′、vD′。
根据机械能守恒定律有：
解得：vD′=4.0m/s
小物块P向小物块Q运动，将压缩弹簧，当弹簧的压缩量x=F/k时，小物块Q恰好解除锁定。设小物块P以vx速度大小开始压缩弹簧，当其动能减为零时，刚好使小物块Q解除锁定。
根据能量守恒有 
解得：vx=3.0m/s
由于vD′＞vx，因此小物块Q被解除锁定后，小物块P的速度不为零，设其速度大小为
，
根据能量守恒有 
解得：vP=
m/s
当小物块Q解除锁定后，P、Q以及弹簧组成的系统动量守恒，当两者速度相等时，弹簧的压缩量最大。
根据动量守恒定律有：
弹簧的最大弹性势能
J
考点：动量守恒定律；能量守恒；牛顿第二定律。
本题难度：一般
3、计算题 （8分）如图所示，质量m=0.05kg的小球用一根长度L=0.8m的细绳悬挂在天花板的O点，悬线竖直时小球位于C点。若保持细线张紧，将小球拉到位置A，然后将小球由静止释放。已知OA与竖直方向的夹角θ=37°，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：
（1）小球经过C点时的动能；
（2）小球运动到C点时受到细绳的拉力大小；
（3）若在O和C之间某位置D有一水平钉子，使得细绳恰好能拉着小球绕D点做圆周运动。求D点与天花板的距离。
参考答案：（1）0.08J；（2）0.7N；（3）0.736m。
本题解析：
试题解析：（1）小球由A点到C点，利用机械能守恒可得：mg(L－Lcosθ)=
mv2，
故小球经过C点时的动能Ek= mg(L－Lcosθ)=0.05×10×0.8（1－0.8）=0.08J；
（2）在C点时，应用牛顿第二定律得：F－mg=m
，
故小球运动到C点时受到细绳的拉力大小F=0.7N；
（3）设D点与天花板的距离为R，小球做圆周运动到最上端的速度为v′，
则根据机械能守恒定律得：mg(L－Lcosθ)= mg×2(L－R)+ mv′2，
再根据牛顿第二定律得：mg=m
，
联立以上两式，解之得R=0.92L=0.736m.
考点：机械能守恒，圆周运动，牛顿第二定律。
本题难度：一般
4、选择题 质量分别为m1、m2的A、B两物体放在同一水平面上，受到大小相同的水平力F的作用各自由静止开始运动。经过时间t0，撤去A物体的外力F；经过4t0，撤去B物体的外力F。两物体运动的v-t关系如图所示，则A、B两物体
A．与水平面的摩擦力大小之比为5∶12
B．在匀加速运动阶段，合外力做功之比为4∶1
C．在整个运动过程中，克服摩擦力做功之比为1∶2
D．在整个运动过程中，摩擦力的平均功率之比为5∶3
参考答案：AC
本题解析：由动量定理，对物体A：
，对物体B: 
,解得：fA: fB=5:12，选项A正确；根据动能定理，合外力做功等于动能的变化，故在匀加速运动阶段，合外力做功之比为：
，选项B错误；整个过程的位移分别为：
；
，在整个运动过程中，克服摩擦力做功之比为：
选项C正确；在整个运动过程中，摩擦力的平均功率之比为：
，选项D错误，故选AC.
考点：动能定理及动量定理的应用；功和功率.
本题难度：一般
5、计算题 如图所示，水平台面AB距地面的高度h=0.8m.有一滑块从A点以v0=6m/s的初速度在台面上做匀变速直线运动，滑块与平台间的动摩擦因数μ=0.25.滑块运动到平台边缘的B点后水平飞出。已知AB=2.2m。不计空气阻力，g取10m/s2。求：
（1）滑块从B点飞出时的速度大小v；
（2）滑块落地点到平台边缘的距离d。
参考答案：（1）
（2）d=2m
本题解析：（1）从A到B：μmg=ma得a=μg=2.5m/s2
又物体做匀变速直线运动，则
代入数据有
（2）此后物体平抛，则：
，
联立解得d=2m
考点：考查了平抛运动规律的应用，牛顿第二定律
本题难度：一般