重庆市第十八中学2023—2024学年(上)中期学习能力摸底
高一物理试题
考试说明:1.考试时间90分钟 2.试题总分100分 3.试卷页数4页
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 两个共点力的大小分别为F1=15N,F2=7N,它们的合力大小不可能等于( )
A 8N B. 23N C. 9N D. 21N
2. 2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,约6.5小时后,与空间站组合体完成交会对接,汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员进入空间站。以下说法正确的是( )
A. 2023年10月26日11时 14分,指的是时间间隔
B. 研究空间站姿态调整问题时,可以将其视为质点
C. 以地心为参考系,飞船与空间站组合体绕地球一周,平均速度为零
D. 飞船加速上升过程中,飞船对航天员的支持力大于航天员对飞船的压力
3. 在下图中,a、b表面均光滑,天花板和地面均水平,a、b间一定有弹力的是( )
A. B.
C. D.
4. 2023年9月9日江北区“五个一点”主题活动在我校铁山坪校区举行。“做一点运动”课堂由孙继海在我校足球场执教,孙继海在踢球时,下列说法正确的是( )
A. 足球静止在地面上时,地面对足球的支持力与足球对地面的压力是一对平衡力
B. 足球静止在地面上时,地面对足球的支持力与足球受到的重力是一对相互作用力
C. 足球被孙继海踢出后,在空中飞行时重心位置相对于足球不变
D. 足球静止在地面上时,地面对足球的支持力是因为足球发生形变而产生的
5. 如图所示,弹丸和足球的初速度均为v1=5m/s,方向向右。设它们分别与木板作用的时间都是0.1s,且作用时他们的运动都视为匀变速直线运动。弹丸击穿木板后速度大小变为3m/s,足球与木板作用后反向弹回的速度大小为5m/s,则下列弹丸和足球与木板作用时的加速度大小及方向正确的是( )
A. 弹丸:20m/s2,方向向左 B. 弹丸:80m/s2,方向向左
C. 足球:80m/s2,方向向左 D. 足球:100m/s2,方向向右
6. 某物体从A点开始沿一直线运动,它运动的v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 物体在第1s末和第5s末离A点距离最远
B. 物体在第2s内和第3s内的加速度是不同的
C. 物体在1s末、3s末、5s末速度方向改变
D. 物体在4s末返回出发点A
7. 如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同,三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示,则下列说法正确的是( )
A. A物体受到的摩擦力方向水平向右
B. B物体受到的摩擦力方向沿传送带向下
C. C物体受到的摩擦力方向沿传送带向上
D. A、B、C三个物体均受到三个力作用
8. 从时刻起,某汽车运动过程的位移与速度的关系式为,下列说法正确的是( )
A. 汽车从时刻起做匀加速直线运动
B. 时刻的初速度为10m/s
C. 运动过程的加速度为
D. 汽车从时刻起,第1s内和前2s内的位移之比为3:4
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在t2时刻,两车速度相等
B. 从0到t1时间内,两车走过的位移不相等
C. 从t1到t2时间内,两车走过的路程不相等
D. t1时刻,两车相遇
10. 如图甲所示,一轻质弹簧下端固定在水平面上,上端放一个质量为3m的物块A,物块A静止后弹簧长度为l1;若在物块A上端再放一个质量为m的物块B,静止后弹簧长度为l2,如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g。则( )
A. 弹簧的劲度系数为 B. 弹簧的劲度系数为
C. 弹簧的原长为 D. 弹簧的原长为4l2-3l1
11. 如图所示,木块被水平力F压在竖直墙壁上静止不动,已知木块重力大小G=6N,木块与墙壁之间的动摩擦因数μ=0.3,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以下说法正确的是( )
A. 若增大水平力F,则墙壁对木块弹力增大
B. 若增大水平力F,则墙壁对木块的摩擦力增大
C. 当水平力F突变为6N时,木块沿墙面下滑,木块受到的摩擦力为1.8N
D. 当水平力F突变为22N时,木块沿墙面下滑,木块受到的摩擦力为6.6N
12. 鸿恩寺公园的鸿恩阁为仿古建筑,共七层,是重庆主城最高观景台。登上鸿恩阁,渝中、南岸、江北、渝北、沙坪坝、北部新区等6个区的美景和两江上的舟桥都尽收眼底。某物理研究小组测量出鸿恩阁海拔高约为468m,甲同学在鸿恩阁阁楼,离地面20m高处让物体A由静止开始自由落下,同时乙同学将物体B自鸿恩阁地面以初速度v0竖直上抛,且A、B两物体在同一直线上运动,重力加速度为g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 若,则A、B两物体在B上升的最高点相遇
B. 若,则A、B 两物体在B上升的最高点相遇
C. 若,A、B两物体相遇时,B正在下落途中
D. 若,A、B两物体相遇时,B正在下落途中
三、实验题:本题共2小题,共14分。
13. (1)在某次“研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系”的实验时,得到如图甲所示的F-L图像,由图像可求得弹簧的劲度系数k=______ N/cm。
(2)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图乙所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。图丙是在白纸上根据实验结果画出的图。
①关于本实验,下列说法中正确的是______。
A.本实验采用的科学方法是等效替代法
B.使用弹簧测力计时,施力方向应沿着弹簧测力计的轴线,读数时视线应正对弹簧测力计刻度
C.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90°
②如果没有操作失误,图丙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是______。(填“F”或“F′”)
14. 如图甲所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测得自由落体加速度。
(1)本实验所需器材有:电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需______(填字母代号)。
A.直流电源 B.天平及砝码 C.8V交变电源 D.毫米刻度尺
(2)已知电磁打点计时器的工作频率为f=50Hz,实验中得到的一条纸带如图乙所示,A、B、C、D、E是打点计时器连续打出的计时点,由图中数据得,在打下D点时重物的速度大小为vD=______m/s,重物的加速度大小为a=______m/s2。(结果均保留两位小数)
(3)如果当时交变电流的频率是51Hz,而计算时仍按f=50Hz处理,那么加速度的测量值将______(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
四、解答题:本题共4小题,共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15. 细绳AC和BC悬挂在水平天花板上,并吊起一重力大小为G=200N的物体,两绳与水平方向的夹角如图所示,求两绳的拉力,FAC和FBC的大小分别为多少?
16. 一辆汽车以72km/h的速度在平直的公路上行驶,遇到紧急情况突然刹车,刹车过程视为匀减速直线运动,刹车时的加速度大小为5m/s2,求此刹车过程中:
(1)汽车开始刹车后2s末的速度大小;
(2)汽车开始刹车后6s内的位移大小。
17. 如图甲所示,放在水平桌面上的长板B的质量mB=4kg木块A的质量mA=1kg,A、B间的动摩擦因数 1=0.5,B与桌面间的动摩擦因数为μ2,木块A在水平拉力F的作用下在长板,B上向右匀速滑动,而长板B保持静止不动。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2,求:
(1)长板B给木块A的摩擦力fA的大小;
(2)要使长板B保持静止, 2应满足什么条件?
(3)若长板B固定在水平桌面上,将作用在木块A上的拉力F方向变成斜向上与水平方向成37°角,大小F=5N的力(如图乙所示),木块A仍匀速运动,求A、B间的动摩擦因数μ。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
18. 如图所示,为车辆行驶过程中变道超车的情景。图中A、B两车相距L=8m时,B车正以vB=4m/s速度匀速行驶,A车正以vA=8m/s的速度借道超越同向行驶的B车,此时A车司机发现前方不远处有一辆汽车C正好迎面驶来,A车司机不得不放弃超车,而立即驶回到与B车相同的正常行驶车道。不考虑变道过程中车速的变化和位移的侧向变化,则:
(1)A车驶回到与B车相同的正常行驶车道后,A车至少以多大的加速度匀减速刹车,才能避免与匀速行驶的B车相撞?
(2)若A车驶回原车道时,A车司机估计会与B车有相碰的危险,立即以大小为aA=1m/s2的加速度刹车,同时鸣笛发出信号提醒B车司机加速,B车司机经过t0=2s的反应时间后,立即以aB=1m/s2的加速度加速(不计A车司机的反应时间)。则
①B车加速后经过多长时间A、B两车速度相等?
②分析A车会不会与B车追尾。若不会追尾,求A、B两车相距的最近距离;若追尾,请通过计算说明。
③若要避免两车相撞,且B车司机反应时间和B车加速的加速度大小不变,则A车刹车过程做匀减速运动的最小加速度为多少?重庆市第十八中学2023—2024学年(上)中期学习能力摸底
高一物理试题
考试说明:1.考试时间90分钟 2.试题总分100分 3.试卷页数4页
一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 两个共点力的大小分别为F1=15N,F2=7N,它们的合力大小不可能等于( )
A. 8N B. 23N C. 9N D. 21N
【答案】B
【解析】
【详解】二力合成时合力范围
两共点力,F1=15N,F2=7N,故合力最大22N,最小8N,之间任意结果都可以。
故选B。
2. 2023年10月26日11时14分,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,约6.5小时后,与空间站组合体完成交会对接,汤洪波、唐胜杰、江新林3名航天员进入空间站。以下说法正确的是( )
A. 2023年10月26日11时 14分,指的是时间间隔
B. 研究空间站的姿态调整问题时,可以将其视为质点
C. 以地心为参考系,飞船与空间站组合体绕地球一周,平均速度为零
D. 飞船加速上升过程中,飞船对航天员的支持力大于航天员对飞船的压力
【答案】C
【解析】
【详解】A.2023年10月26日11时 14分,指的是时刻,故A错误;
B.研究空间站的姿态调整问题时,空间站的形状大小不能忽略不计,不可以将其视为质点,故B错误;
C.以地心为参考系,飞船与空间站组合体绕地球一周,位移为零,则平均速度为零,故C正确;
D.船加速上升过程中,根据牛顿第三定律可知,飞船对航天员支持力等于航天员对飞船的压力,故D错误。
故选C。
3. 在下图中,a、b表面均光滑,天花板和地面均水平,a、b间一定有弹力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.图A中a、b间无弹力,因为悬线竖直,a、b无相互挤压,没有发生形变,故A错误;
B.图B中a、b间有弹力,细绳偏离竖直方向,则a、b相互挤压,产生弹力,故B正确;
C.假设图C中a、b间有弹力,a对b的弹力方向水平向右,b将向右滚动,所以a、b间不存在弹力,故C错误;
D.假设图D中a、b间有弹力,a对b的弹力垂直于斜面向上,悬线竖直,b球不可能静止,故D错误。
故选B。
4. 2023年9月9日江北区“五个一点”主题活动在我校铁山坪校区举行。“做一点运动”课堂由孙继海在我校足球场执教,孙继海在踢球时,下列说法正确的是( )
A. 足球静止在地面上时,地面对足球的支持力与足球对地面的压力是一对平衡力
B. 足球静止在地面上时,地面对足球的支持力与足球受到的重力是一对相互作用力
C. 足球被孙继海踢出后,在空中飞行时重心位置相对于足球不变
D. 足球静止在地面上时,地面对足球的支持力是因为足球发生形变而产生的
【答案】C
【解析】
【详解】A.足球静止在地面上时,地面对足球的支持力与足球对地面的压力是两物体之间的相互作用,是一对相互作用力,故A错误;
B.足球静止在地面上时,地面对足球的支持力与足球受到的重力作用在同一物体上,大小相等方向相反,是一对平衡力,故B错误;
C.足球被孙继海踢出后,足球的质量分布不变,则在空中飞行时重心位置相对于足球不变,故C正确;
D.足球静止在地面上时,地面对足球的支持力是因为地面发生形变而产生的,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,弹丸和足球的初速度均为v1=5m/s,方向向右。设它们分别与木板作用的时间都是0.1s,且作用时他们的运动都视为匀变速直线运动。弹丸击穿木板后速度大小变为3m/s,足球与木板作用后反向弹回的速度大小为5m/s,则下列弹丸和足球与木板作用时的加速度大小及方向正确的是( )
A. 弹丸:20m/s2,方向向左 B. 弹丸:80m/s2,方向向左
C. 足球:80m/s2,方向向左 D. 足球:100m/s2,方向向右
【答案】A
【解析】
【详解】以水平向右为正方向,则弹丸的加速度为
可知弹丸的加速度大小为,方向向左;
以水平向右为正方向,则足球的加速度为
可知足球的加速度大小为,方向向左。
故选A。
6. 某物体从A点开始沿一直线运动,它运动v-t图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 物体在第1s末和第5s末离A点距离最远
B. 物体在第2s内和第3s内的加速度是不同的
C. 物体在1s末、3s末、5s末速度方向改变
D. 物体在4s末返回出发点A
【答案】D
【解析】
【详解】AD.图线与横轴围成的面积表示位移,可知物体在0~2s向正方向运动,在2~4s向负方向运动,4s末回到出发点A,在4~6s向正方向运动,在6~7s向负方向运动,7s末还没回到出发点,则第2s 末和第6 s 末离A点距离最远,选项A错误,D正确;
B.图像的斜率等于加速度,可知物体在第2 s内和第3 s 内的加速度是相同的,选项B错误;
C.物体在2s末、4s末、6s末速度方向改变,选项C错误;
故选D。
7. 如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同,三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示,则下列说法正确的是( )
A. A物体受到的摩擦力方向水平向右
B. B物体受到的摩擦力方向沿传送带向下
C. C物体受到的摩擦力方向沿传送带向上
D. A、B、C三个物体均受到三个力作用
【答案】C
【解析】
【详解】AD.根据受力平衡可知,A物体只受重力和支持力作用,A物体受到的摩擦力为0,故AD错误;
B.根据受力平衡可知,B物体受到的摩擦力方向沿传送带向上,与重力沿传送带向下的分力平衡,故B错误;
C.根据受力平衡可知,C物体受到的摩擦力方向沿传送带向上,与重力沿传送带向下的分力平衡,故C正确。
故选C。
8. 从时刻起,某汽车运动过程位移与速度的关系式为,下列说法正确的是( )
A. 汽车从时刻起做匀加速直线运动
B. 时刻的初速度为10m/s
C. 运动过程的加速度为
D. 汽车从时刻起,第1s内和前2s内的位移之比为3:4
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.将题给表达式变形可得
对照位移速度关系式
可知0时刻的初速度为
运动过程的加速度为
所以汽车从0时刻起做匀减速直线运动,故ABC错误;
D.汽车做匀减速运动的时间为内,第1s内和前2s内的位移之比为
故D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9. 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动,甲做匀加速直线运动,乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在t2时刻,两车速度相等
B. 从0到t1时间内,两车走过的位移不相等
C. 从t1到t2时间内,两车走过的路程不相等
D. 在t1时刻,两车相遇
【答案】BD
【解析】
【详解】A.x-t图象切线的斜率表示速度,在t2时刻乙图象的斜率小于甲图象切线的斜率,所以乙车的速度小于甲车速度,故A错误;
B.从0到t1时间内,两车速度方向一直为正值,起点不同,终点相同,所以两车走过的位移不同,故B正确;
CD.在t1时刻,两车位置相同,即相遇,从t1到t2时间内,两车速度方向一直为正值,起点终点相同,位移相同,则走过的路程相等,故C错误,D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示,一轻质弹簧下端固定在水平面上,上端放一个质量为3m的物块A,物块A静止后弹簧长度为l1;若在物块A上端再放一个质量为m的物块B,静止后弹簧长度为l2,如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g。则( )
A. 弹簧的劲度系数为 B. 弹簧的劲度系数为
C. 弹簧的原长为 D. 弹簧的原长为4l2-3l1
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.由胡克定律F=kx,可得
受力分析则有
解得
故A错误,B正确;
CD.设弹簧原长为l,由甲图分析可知
解得
故C正确,D错误。
故选BC。
11. 如图所示,木块被水平力F压在竖直墙壁上静止不动,已知木块重力大小G=6N,木块与墙壁之间的动摩擦因数μ=0.3,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以下说法正确的是( )
A. 若增大水平力F,则墙壁对木块的弹力增大
B. 若增大水平力F,则墙壁对木块的摩擦力增大
C. 当水平力F突变为6N时,木块沿墙面下滑,木块受到的摩擦力为1.8N
D. 当水平力F突变为22N时,木块沿墙面下滑,木块受到的摩擦力为6.6N
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据木块水平方向的平衡条件,若增大水平力F,则墙壁对木块的弹力增大,故A正确;
B.根据木块竖直方向的平衡条件,重力与墙壁对木块的摩擦力等大反向,则增大水平力F,则墙壁对木块的摩擦力不变,故B错误;
C.当水平力F突变为6N时,最大静摩擦力变为
小于重力,则木块下滑,受到滑动摩擦力1.8N,故C正确;
D.当水平力F突变为22N时,最大静摩擦力变为
大于重力,则木块不下滑,受到静摩擦力大小等于重力6N,故D错误。
故选AC。
12. 鸿恩寺公园的鸿恩阁为仿古建筑,共七层,是重庆主城最高观景台。登上鸿恩阁,渝中、南岸、江北、渝北、沙坪坝、北部新区等6个区的美景和两江上的舟桥都尽收眼底。某物理研究小组测量出鸿恩阁海拔高约为468m,甲同学在鸿恩阁阁楼,离地面20m高处让物体A由静止开始自由落下,同时乙同学将物体B自鸿恩阁地面以初速度v0竖直上抛,且A、B两物体在同一直线上运动,重力加速度为g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 若,则A、B两物体在B上升的最高点相遇
B. 若,则A、B 两物体在B上升的最高点相遇
C. 若,A、B两物体相遇时,B正在下落途中
D. 若,A、B两物体相遇时,B正在下落途中
【答案】AD
【解析】
【详解】ABC.若物体B正好运动到最高点时两物体相遇,物体B速度减小为零所用的时间
此时A下落的高度
B上升的高度
且
解得
可知若,则A、B两物体在B上升的最高点相遇;若,A、B两物体相遇时,B正在上升途中,故A正确,BC错误;
D.若A、B两物体恰好在落地时相遇,则有
此时A下落的高度
解得
可知若,A、B两物体相遇时,B正在下落途中,故D正确。
故选AD。
三、实验题:本题共2小题,共14分。
13. (1)在某次“研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系”的实验时,得到如图甲所示的F-L图像,由图像可求得弹簧的劲度系数k=______ N/cm。
(2)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验如图乙所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。图丙是在白纸上根据实验结果画出的图。
①关于本实验,下列说法中正确的是______。
A.本实验采用的科学方法是等效替代法
B.使用弹簧测力计时,施力方向应沿着弹簧测力计的轴线,读数时视线应正对弹簧测力计刻度
C.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90°
②如果没有操作失误,图丙中F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是______。(填“F”或“F′”)
【答案】 ①. 2##2.0 ②. AB##BA ③. F′
【解析】
【详解】(1)[1]由图甲,根据胡克定律,可求得该弹簧劲度系数为
(2)①[2] A.本实验使结点位置不变,用一个拉力代替两个拉力的作用效果,采用的科学方法是等效替代法,故A正确;
B.使用弹簧测力计时,施力方向应沿着弹簧测力计的轴线,读数时视线正对弹簧测力计刻度,故B正确;
C.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角不宜过大,也不宜过小,适当就行,但不一定为90°,故C错误。
故选AB。
②[3]图丙中的F和F'中,F是由平行四边形得出的,而是通过实验得出的,其方向一定与橡皮筋的方向相同,所以沿AO方向的是F'。
14. 如图甲所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测得自由落体加速度。
(1)本实验所需器材有:电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需______(填字母代号)。
A.直流电源 B.天平及砝码 C.8V交变电源 D.毫米刻度尺
(2)已知电磁打点计时器的工作频率为f=50Hz,实验中得到的一条纸带如图乙所示,A、B、C、D、E是打点计时器连续打出的计时点,由图中数据得,在打下D点时重物的速度大小为vD=______m/s,重物的加速度大小为a=______m/s2。(结果均保留两位小数)
(3)如果当时交变电流的频率是51Hz,而计算时仍按f=50Hz处理,那么加速度的测量值将______(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】 ①. CD##DC ②. 1.48 ③. 9.63 ④. 偏小
【解析】
【详解】(1)[1]根据实验原理可知重物的质量会被消去,无需测量,电磁打点计时器需要8V交变电源,还需要刻度尺测量距离。
故选CD。
(2)[2] 电磁打点计时器的工作频率为50Hz,则相邻两点的时间为
匀变速直线运动中D点的瞬时速度等于CE间的平均速度,则有
[3]根据逐差法可知加速度为
(3) [4] 如果当时交变电流的频率是51Hz,则打点实际周期小于0.02s,代入计算的相邻计数点时间间隔偏大,则加速度大小的测量值比真实值偏小。
四、解答题:本题共4小题,共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15. 细绳AC和BC悬挂在水平天花板上,并吊起一重力大小为G=200N的物体,两绳与水平方向的夹角如图所示,求两绳的拉力,FAC和FBC的大小分别为多少?
【答案】;100N
【解析】
【详解】对C点受力分析,受三个拉力,如图所示
根据平衡条件,水平方向
竖直方向
联立解得
16. 一辆汽车以72km/h速度在平直的公路上行驶,遇到紧急情况突然刹车,刹车过程视为匀减速直线运动,刹车时的加速度大小为5m/s2,求此刹车过程中:
(1)汽车开始刹车后2s末的速度大小;
(2)汽车开始刹车后6s内的位移大小。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)汽车刹车时的初速度为
汽车开始刹车后2s末的速度大小为
(2)汽车从刹车到停下所用时间为
汽车开始刹车后6s内的位移大小等于汽车开始刹车到停下通过的位移大小,则有
17. 如图甲所示,放在水平桌面上的长板B的质量mB=4kg木块A的质量mA=1kg,A、B间的动摩擦因数 1=0.5,B与桌面间的动摩擦因数为μ2,木块A在水平拉力F的作用下在长板,B上向右匀速滑动,而长板B保持静止不动。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2,求:
(1)长板B给木块A的摩擦力fA的大小;
(2)要使长板B保持静止, 2应满足什么条件?
(3)若长板B固定在水平桌面上,将作用在木块A上的拉力F方向变成斜向上与水平方向成37°角,大小F=5N的力(如图乙所示),木块A仍匀速运动,求A、B间的动摩擦因数μ。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
【答案】(1)5N;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由题可知,A相对于B向右滑动,则木块A受到长板B的滑动摩擦力,大小为
方向水平向左;
(2)根据牛顿第三定律可得长板B受到木块A的摩擦力大小为
由题可知,长板B处于静止状态,其与桌面之间的最大静摩擦力为
为使B保持静止,则对B根据平衡条件可知B受到的A给它的摩擦力应小于等于水平桌面对B的最大摩擦力,即
解得
(3)对木块A,根据平衡条件
联立解得
18. 如图所示,为车辆行驶过程中变道超车的情景。图中A、B两车相距L=8m时,B车正以vB=4m/s速度匀速行驶,A车正以vA=8m/s的速度借道超越同向行驶的B车,此时A车司机发现前方不远处有一辆汽车C正好迎面驶来,A车司机不得不放弃超车,而立即驶回到与B车相同的正常行驶车道。不考虑变道过程中车速的变化和位移的侧向变化,则:
(1)A车驶回到与B车相同的正常行驶车道后,A车至少以多大的加速度匀减速刹车,才能避免与匀速行驶的B车相撞?
(2)若A车驶回原车道时,A车司机估计会与B车有相碰的危险,立即以大小为aA=1m/s2的加速度刹车,同时鸣笛发出信号提醒B车司机加速,B车司机经过t0=2s的反应时间后,立即以aB=1m/s2的加速度加速(不计A车司机的反应时间)。则
①B车加速后经过多长时间A、B两车速度相等?
②分析A车会不会与B车追尾。若不会追尾,求A、B两车相距的最近距离;若追尾,请通过计算说明。
③若要避免两车相撞,且B车司机的反应时间和B车加速的加速度大小不变,则A车刹车过程做匀减速运动的最小加速度为多少?
【答案】(1);(2)①1s;②不会,1m;③
【解析】
【详解】(1)A车减速到与B车同速时,若恰未与B车相碰,则A车将不会与B车相碰,设经历的时间为t,则
A车位移
B车位移
解得
t=4s
则A车与B车不相碰,刹车时的最小加速度大小
(2)①设B车加速后经过t1秒两车同速,则
解得
②A、B车同速时,若A车未追尾B车,则A车不会追尾B车,设两车同速时速度为v,则
此过程中,A车位移
B车位移
两车位移差
故A车不会追尾B车。两车最近距离为
③当A车刹车过程做最小加速度的匀减速运动时,当AB速度相同时应该恰好相遇,则有
相同速度为
根据位移关系有
联立解得