题目列表(包括答案和解析)
2.我国《道路交通安全法》中规定:各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带,则下列判断正确的是( )
A.系好安全带可以减小惯性
B.是否系好安全带对人和车的惯性没有影响
C.系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害
D.系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害
解析:是否系好安全带与人和车的惯性无任何关系,但系好安全带,可以防止因车急停,乘客由于惯性而前倾碰撞到前面驾驶台或挡风玻璃而带来的伤害.
答案:BD
1.如图所示,在一辆表面光滑的小车上,有质量分别为m1、m2的两个小球(m1>m2)随车一起做匀速运动.当车突然停止时,如不考虑其他阻力,设车足够长,则两个小球( )
A.一定相碰
B.一定不相碰
C.不一定相碰
D.因不知小车的运动方向,故难以确定是否相碰
解析:两小球都将保持原速做匀速直线运动,一定不相碰.
答案:B
对B有:T2+Mg-T1=Ma
解得:T2=(2M+m)a+mg.
答案:(2M+m)a+mg
13.(14分)如图甲所示,水平面上有带圆弧形凸起的长方形木块A,木块A上的物体B用绕过凸起的轻绳与物体C相连,B与凸起之间的绳是水平的.用一水平向左的拉力F作用在物体B上,恰好使物体A、B、C保持相对静止.已知物体A、B、C的质量均为m,重力加速度为g,不计所有的摩擦,则拉力F应为多大?
[2008年高考·四川延考区理综卷]
解析:
如图乙所示,设绳中张力为T,A、B、C共同的加速度为a,与C相连部分的绳与竖直线夹角为α.由牛顿运动定律,对A、B、C组成的整体有:
F=3ma
对B有:F-T=ma
对C有:Tcos α=mg
Tsin α=ma
解得:F=mg.
答案:mg
12.(13分)图甲是一种升降电梯的原理图,A为载人箱,B为平衡重物,它们的质量均为M,上下均由跨过滑轮的钢索系住,在电动机的牵引下使电梯上下运动.如果电梯中载人的质量为m,当电梯由静止开始以大小为a的加速度加速上升时,电动机需对平衡重物下面的钢索施加多大的拉力?(空气阻力、摩擦阻力、钢索的重力均不计)
解析:设电梯以大小为a的加速度加速上升时,悬挂电梯和平衡重物的钢索的张力为T1,平衡重物下面的钢索的张力为T2.则A、B的受力情况如图乙、丙所示.
由牛顿第二定律,对A有:
11.(13分)如图所示,一质量M=4 kg、长L=3 m、上表面水平且光滑的木板,在水平向右、大小F=8 N的拉力作用下,以v0=2 m/s的速度沿水平面向右匀速运动.某时刻将质量m=1 kg的铁块(看成质点)轻轻地放在木板的最右端.若保持水平拉力不变,则小铁块经过多长时间离开木板?
解析:设木板与地面之间的动摩擦因数为μ,据题意在未放铁块时,有:
F=μMg
放上铁块后铁块在木板上保持静止,木板做匀减速运动,根据牛顿第二定律有:
μ(M+m)g-F=Ma
代入数据得:a=0.5 m/s2
假设铁块一直在木板上,木板停下来的时间
t0==4 s
设木板经过t时间向右运动的位移为L,有:
L=v0t-at2
解得:t=2 s
由于t<t0,故小铁块经过2 s后离开木板.
答案:2 s
10.压电陶瓷是一种力电传感器,它两端电压随所受压力的增大而增大.有位同学利用压电陶瓷设计了一个判断小车运动状态的装置,其工作原理如图甲所示.将压电陶瓷和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球,它的直径略小于陶瓷和挡板间的距离.在小车向右做直线运动的过程中,电压表的示数如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.从t1到t2时间内,小车做变加速直线运动
B.从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动
C.从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动
D.从t2到t3时间内,小车做匀速直线运动
解析:在t1-t2时间内,陶瓷与小球之间的弹力均匀增加,小球和小车做加速度增大的加速运动.
在t2-t3时间内,陶瓷与小球之间的弹力恒定,小车做匀加速直线运动.
答案:AC
非选择题部分共3小题,共40分.
9.如图甲所示,小车上有一支架ABC,其中杆AB与斜面垂直,杆BC与斜面平行,在BC的末端有一个质量为m的小球.小车由静止释放后沿倾角为α的光滑斜面下滑,则杆对小球的弹力( )
A.竖直向上,大小为mg
B.沿CB方向,大小为mgsin α
C.垂直斜面向上,大小为mgcos α
D.等于零
解析:
由题意知,小车、小球整体沿斜面向下的加速度a=gsin α
设BC杆对小球的弹力大小为F,方向与斜面方向成θ角,如图乙所示,沿斜面和垂直斜面方向建立直角坐标系,则由牛顿第二定律可得:
mgsin α-Fcos θ=mgsin α
mgcos α=Fsin θ
解得:θ=90°,F=mgcos α.
答案:C
8.如图所示,劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平面上,弹簧上端固定一质量为m0的托盘,托盘上有一个质量为m的木块.用竖直向下的力将原长为l0的弹簧压缩后突然撤去外力,若木块能与托盘脱离,则木块即将脱离托盘时弹簧的长度为 ( )
A.l0 B.l0-
C.l0- D.l0-
解析:撤去外力后,m0、m一起向上先加速后减速运动,当向上加速或向上减速运动的加速度a小于g时,托盘对m有弹力作用,m与m0都不会分离.当弹簧恢复至原长时,m与m0的加速度都为重力加速度,它们之间没有相互作用力,若托盘再上升一微小高度Δx,则有a=>g,m已和m0分离.故弹簧恢复至原长时,m0与m将要分离.
答案:A
7.如图所示,在光滑水平面上放着两块长度相同、质量分别为M1、M2的木板,在两木板的左端各放一个完全一样的物块,开始时,各物块均静止.今在两物块上各作用一水平恒力F1、F2,当物块和木板分离时,两木板的速度分别为v1、v2,物块和木板间的动摩擦因数相同,下列说法正确的是( )
A.若F1=F2,M1>M2,则v1>v2
B.若F1=F2,M1<M2,则v1>v2
C.若F1>F2,M1=M2,则v1>v2
D.若F1<F2,M1=M2,则v1>v2
解析:设物块的质量为m,木板的长度为l.
当F1=F2时,两木板上物块的加速度相等,
若M1>M2,有a1<a2,即在M1上的物块经过更短时间从木板上滑出,物块滑出时M1和M2的速度关系为v1<v2.
反之,若M1<M2,则有v1>v2.故选项A错误,B正确.
当M1=M2时,物块在木板上滑行时两木板的加速度相等,若F1>F2,则M1上的物块加速度更大,能在更短时间内滑出木板,滑出时木板的速度更小.故选项C错误,D正确.
答案:BD
6.如图所示,在光滑的水平面上,质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连,在大小为F的拉力作用下做匀加速直线运动.某时刻突然撤去拉力F,此瞬时A和B的加速度大小分别为a1和a2,则有( )
A.a1=,a2=
B.a1=,a2=
C.a1=,a2=
D.a1=0,a2=0
解析:在拉力F的作用下,有F=(m1+m2)a
故弹簧的弹力:T=m1a=
故撤去F的瞬间,有:a1==,
a2==.
答案:C
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