题目列表(包括答案和解析)
12. “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图12所示.
图12
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图13所示.计时器打点的时间间隔为0.02 s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a=______m/s2.(结果保留两位有效数字)
图13
(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:
砝码盘中砝 码总重力F(N) |
0.196 |
0.392 |
0.588 |
0.784 |
0.980 |
加速度a(m·s-2) |
0.69 |
1.18 |
1.66 |
2.18 |
2.70 |
请根据实验数据在图14所示的坐标系中作出a-F的关系图象.
图14
(3)根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点.请说明主要原因.
解析:(1)a== m/s2=0.16 m/s2或a== m/s2=0.15 m/s2.
(3)小车、砝码盘和砝码组成的系统所受合外力为砝码盘和砝码的总重力,而表中数据漏计了砝码盘的重力,导致合力F的测量值小于真实值,a-F的图线不过原点.
答案:(1)0.16(0.15也算对) (2)见下图
(3)未计入砝码盘的重力
11.如图11所示为“验证牛顿第二定律”的实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1 s,距离如图,单位是cm,小车的加速度是________m/s2.
图11
解析:a的计算利用逐差法.
a=
=
=
=×10-2m/s2=1.60 m/s2
答案:1.60
10.如图10所示,质量为m的球置于斜面上,被一个
固定在斜面上的竖直挡板挡住.现用一个力F拉斜
面,使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线 图10
运动,忽略一切摩擦,以下说法中正确的是 ( )
A.若加速度足够小,竖直挡板对球的弹力可能为零
B.若加速度足够大,斜面对球的弹力可能为零
C.斜面和挡板对球的弹力的合力等于ma
D.斜面对球的弹力不仅有,而且是一个定值
解析:球受力如图,则
FN2-FN1sinθ=ma
FN1cosθ=mg
由此判断A、B错误.根据牛顿第二定律,FN1、FN2和mg三力的合力等于ma,C错误.根据FN1=,D正确.
答案:D
9. 如图9所示,光滑水平面上放
有质量均为m的滑块A和斜面体C,在C的
斜面上又放有一质量也为m的滑块B,用力F
推滑块A使三者无相对运动地向前加速运动,
则各物体所受的合力 ( )
A.滑块A最大 B.斜面体C最大
C.同样大 D.不能判断谁大谁小
8.某人在地面上用弹簧秤称
得其体重为490 N.他将弹簧秤移至电梯内
称其体重,t0至t3时间段内,弹簧秤的示数
如图7所示,电梯运行的v-t图可能是图8 图7
中的(取电梯向上运动的方向为正) ( )
图8
解析:由G-t图象知:t0-t1时间内该人具有向下的加速度,t1-t2时间内该人 匀速或静止,t2-t3时间内,该人具有向上的加速度,因此其运动情况可能是:t0-t3时间内,故A、D正确.
答案:AD
7.一个静止的质点,在0-4 s时间内受到力F的
作用,力的方向始终在同一直线上,力F随时间
t的变化如图6所示,则质点在 ( )
A.第2 s末速度改变方向 图6
B.第2 s末速度达到最大
C.第4 s末回到原出发点
D.第4 s末运动速度为零
解析:这是一个质点的受力和时间关系的图象,从图象可以看出,在前两秒力的方向和运动的方向相同,质点经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动过程,2秒末速度达到最大,从2秒末开始到4秒末,运动的方向没有发生改变而力的方向与运动的方向相反,质点又经历了一个加速度逐渐增大的减速运动和加速度逐渐减小的减速运动过程,和前2秒的运动情况相反,4秒末速度为零,质点的位移达到最大,所以B、D正确.
答案:BD
6.如图5所示,A、B球的质量相等,弹簧的
质量不计,倾角为θ的斜面光滑,系统静止
时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧
断的瞬间,下列说法正确的是 ( ) 图5
A.两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为gsinθ
B.B球的受力情况未变,瞬时加速度为零
C.A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2gsinθ
D.弹簧有收缩的趋势,B球的瞬时加速度向上,A球的瞬时加速度向下,瞬时加速度都不为零
解析:线烧断瞬间,弹簧弹力与原来相等,B球受力平衡,aB=0,A球所受合力为mgsinθ+kx=2mgsinθ,故aA=2gsinθ.
答案:BC
5. 2009年当地时间9月23日,在位于印度安
得拉邦斯里赫里戈达岛的萨蒂什·达万航天
中心,一枚PSLV-C14型极地卫星运载火
箭携带七颗卫星发射升空,成功实现“一箭
七星”发射,相关图片如图4所示.则下列 图 4
说法正确的是 ( )
A.火箭发射时,喷出的高速气流对火箭的作用力大于火箭对气流的作用力
B.发射初期,火箭处于超重状态,但它受到的重力却越来越小
C.高温高压燃气从火箭尾部喷出时对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力大小相等
D.发射的七颗卫星进入轨道正常运转后,均处于完全失重状态
解析:由作用力与反作用力的关系可知A错、C正确;火箭发射初期,因为火箭向上做加速运动,故处于超重状态,随着火箭距地球越来越远,所受的重力也越来越小,B正确;卫星进入轨道正常运转后,所受的万有引力充当向心力,此时各卫星均处于完全失重状态,D正确.
答案:BCD
4.建筑工人用图3所示的定滑轮
装置运送建筑材料.质量为70.0 kg的工人站
在地面上,通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料
以0.500 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑
轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压 图3
力大小为(g取10 m/s2) ( )
A.510 N B.490 N
C.890 N D.910 N
解析:对建筑材料进行受力分析.根据牛顿第二定律有F-mg=ma,得绳子的拉力大小等于F=210 N,然后再对人受力分析由平衡的知识得Mg=F+FN,得FN=490 N,根据牛顿第三定律可知人对地面间的压力为490 N,B对.
答案:B
3.如图2所示,一质量为M的探空
气球在匀速下降,若气球所受浮力F始终保持不变,
气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关,重力加
速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升,则需
从气球吊篮中减少的质量为 ( ) 图2
A.2(M-) B.M-
C.2M- D.0
解析:设减少的质量为Δm,匀速下降时:Mg=F+kv,匀速上升时:Mg-Δmg+kv=F,解得Δm=2(M-),A正确.
答案:A
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