解得: =0.80m/s----------設(shè)木塊A落到地面過程的水平位移為s′.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律.得 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

如圖（a）所示，ABCO是固定在一起的T型支架，其中水平部分AC是質(zhì)量為M=2kg、長度為L=1m的勻質(zhì)薄板，OB是輕質(zhì)硬桿，下端通過光滑鉸鏈連接在水平地面上，可繞水平軸O在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，支架A端擱在左側(cè)平臺(tái)上．已知AB的長度l1=
3
4
L，OB的長度h=0.5m．現(xiàn)有一質(zhì)量為m=2kg的鋼塊（可看成質(zhì)點(diǎn)）以v0=3m/s的水平初速度滑上AC板，鋼塊與板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．問：T型支架會(huì)不會(huì)繞O軸翻轉(zhuǎn)？（g=10m/s2）
某同學(xué)的解題思路如下：
支架受力情況如圖（b），設(shè)支架即將翻轉(zhuǎn)時(shí)鋼塊位于B右側(cè)x處，根據(jù)力矩平衡的方程：
Mg（l1-
L
2
）=N?x，式中N=mg，
解得x=0.2m．
此時(shí)鋼塊離A端
s1=
3
4
L+x=0.95m．
然后算出鋼塊以v0=3m/s的初速度在AC板上最多能滑行的距離s2；
…
比較這兩個(gè)距離：
若s2≤s1，則T型支架不會(huì)繞O軸翻轉(zhuǎn)；
若s2＞s1，則會(huì)繞O軸翻轉(zhuǎn)．
請判斷該同學(xué)的解題思路是否正確．若正確，請按照該思路，將解題過程補(bǔ)充完整，并求出最后結(jié)果；若不正確，請用自己的方法算出正確的結(jié)果．

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第一問  車和物體收到的力都是摩擦力

f=μmg   車的加速度a1=f/M=μmg/M=1m/s^2

滑塊的加速度a2=f/m=μmg/m=5m/s^2

第二問  S=2.7m

假設(shè)不能從車上滑出  那么滑塊最后必定停留在車上   并且和車具有同樣的末速度  設(shè)為v'

因?yàn)橄到y(tǒng)在水平方向上所受的合外力為零  所以滿足動(dòng)量守恒

Mv+mv0=(M+m)*v' →  v'=v0*m/(M+m)=7.5*10/(10+50)=1.25m/s

然后我們看能量  如果系統(tǒng)的初動(dòng)能減去末動(dòng)能  小于摩擦力所能做的最大功（就是滑塊滑到頭 但沒掉下來）  那么假設(shè)成立  反之  不成立  不能明白的話  我們看下面具體的解答

先求系統(tǒng)的末動(dòng)能  Ek'=1/2(M+m)v'^2=1/2*(50+10)*1.25^2=46.875(J)

系統(tǒng)的初動(dòng)能  Ek=1/2mv0^2=1/2*10*7.5^2=281.25(J)

摩擦力所能做的最大功   W=fs=μmgs=0.5*10*10*3=150(J)

Ek-Ek'＞W(wǎng)  所以也就是說  系統(tǒng)的初動(dòng)能被摩擦力消耗掉一部分后【克服摩擦力做功】  所剩下的動(dòng)能  還是要大于他們最后一起以同樣的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能  因此滑塊最后不肯能停在車上

那么   我們就來求滑塊落地時(shí)與平板車右端間的水平距離

因?yàn)榛瑝K滑出小車后  在水平方向上和小車都是做勻速運(yùn)動(dòng)

所以他們之間的距離  就是他們的速度差乘以滑塊落地所需的時(shí)間

那么  我們就需要算出滑塊的末速度v'和小車的末速度v''

現(xiàn)在有兩個(gè)未知數(shù) 那就必須有兩個(gè)方程

第一個(gè)方程是能量方程  Ek-W=1/2mv'^2+1/2Mv''^2

第二個(gè)方程是動(dòng)量方程  mv0=mv'+Mv''

聯(lián)立這兩個(gè)方程 解得  v''=0.5m/s  或 v''=2m/s(舍掉）

從而得到v'=5m/s

接下來算滑塊落地要多長時(shí)間

由h=1/2gt^2  帶入數(shù)據(jù)  得t=0.6s

所以最后的答案：  S=（v'-v'')*t=4.5*0.6=2.7m

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（1）使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來分析物體運(yùn)動(dòng)情況的實(shí)驗(yàn)中：有如下基本步驟：
A、把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上          B、安好紙帶
C、松開紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng)        D、接通低壓交流電源
E、取下紙帶                          F、斷開開關(guān)
這些步驟正確的排列順序?yàn)?!--BA-->
ABDCFE
ABDCFE
．
（2）用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．其相鄰點(diǎn)間的距離如圖所示，每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)打印點(diǎn)未畫出．
①試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算出打下B、C、D、E、F五個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，并將各個(gè)速度值填入下表要求保留3位有效數(shù)字．

②將B、C、D、E、F各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在直角坐標(biāo)系中，并畫出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線．

③由所畫速度-時(shí)間圖象求出小車加速度為
0.80
0.80
m/s2
（2）某同學(xué)和你一起探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系，并測彈簧的勁度系數(shù)k．做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺(tái)上，然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè)，并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上．當(dāng)彈簧自然下垂時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作x0，彈簧下端掛一個(gè)20g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作x1；彈簧下端掛兩個(gè)20g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作x2；…；掛七個(gè)20g的砝碼時(shí)，指針指示的刻度數(shù)值記作x2．
①下表記錄的是該同學(xué)已測出的6個(gè)值，其中有兩個(gè)數(shù)值在記錄時(shí)有誤，它們的代表符號分別是
x1
x1
和
x4
x4
．
測量記錄表：
代表符號 x0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7
刻度數(shù)值/cm 0.85 1.7 2.55 4.3 5.10 6.00

②實(shí)驗(yàn)中，x3和x7兩個(gè)值還沒有測定，請你根據(jù)上圖將這兩個(gè)測量值填入記錄表中．

③為充分利用測量數(shù)據(jù)，該同學(xué)將所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差，分別計(jì)算出了三個(gè)差值：d1=x4-x0=3.45 cm，d2=x5-x1=3.40 cm，d3=x6-x2=3.45 cm．
請你給出第四個(gè)差值：d4=
x7-x3
x7-x3
=
3.45
3.45
cm．
④根據(jù)以上差值，可以求出每增加20g砝碼的彈簧平均伸長量△x．△x用d1、d2、d3、d4
表示的式子為：△x=
d1+d2+d3+d4
4
d1+d2+d3+d4
4
，
代入數(shù)據(jù)解得△x=
3.44
3.44
cm．
⑤計(jì)算彈簧的勁度系數(shù)k=
22.8
22.8
N/m．（g取9.8m/s2）

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一輛車違規(guī)超車，以v1=108km/h的速度駛?cè)胱髠?cè)逆行道時(shí)，猛然發(fā)現(xiàn)正前方L=80m處一輛卡車正以v2=72km/h的速度迎面駛來，兩車司機(jī)同時(shí)剎車，剎車加速度大小都是a=10m/s2，兩司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間（即司機(jī)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情到實(shí)施剎車所經(jīng)歷的時(shí)間）都是△t，試問△t為何值時(shí)才能保證兩車不相撞？
甲同學(xué)很快列出以下方程：S1=v1△t+v1t-
at2
2

S2=v2△t+v2t-
at2
2

又因?yàn)镾1+S2=L所以得到-t2+5t+（5△t-8）=0
要使兩車不相撞，上式無解，即判別式△=25+20△t-32＜0
從而解得△t＜0.35s
乙同學(xué)思考一會(huì)后發(fā)現(xiàn)甲同學(xué)解題過程有誤，請你指出上面解題過程的失誤之處，并給出正確解題過程和結(jié)果．

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一輛車違規(guī)超車，以v1=108km/h的速度駛?cè)胱髠?cè)逆行道時(shí)，猛然發(fā)現(xiàn)正前方L=80m處一輛卡車正以v2=72km/h的速度迎面駛來，兩車司機(jī)同時(shí)剎車，剎車加速度大小都是a=10m/s2，兩司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間（即司機(jī)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情到實(shí)施剎車所經(jīng)歷的時(shí)間）都是△t，試問△t為何值時(shí)才能保證兩車不相撞？
甲同學(xué)很快列出以下方程：S1=v1△t+v1t-
at2
2

S2=v2△t+v2t-
at2
2

又因?yàn)镾1+S2=L所以得到-t2+5t+（5△t-8）=0
要使兩車不相撞，上式無解，即判別式△=25+20△t-32＜0
從而解得△t＜0.35s
乙同學(xué)思考一會(huì)后發(fā)現(xiàn)甲同學(xué)解題過程有誤，請你指出上面解題過程的失誤之處，并給出正確解題過程和結(jié)果．

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一．單項(xiàng)選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分）。

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

B

C

A

D

C

B

B

B

A

D

 

二．多項(xiàng)選擇題（本題共6小題，每小題3分，共18分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有一個(gè)或多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對的得3分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）。

題號

11

12

13

14

15

16

答案

AD

BD

AD

ABC

AD

BCD

第Ⅱ卷

（實(shí)驗(yàn)題、計(jì)算題，共7題，共72分）

三．實(shí)驗(yàn)題(18分)

（1）0.730；8.0（8也給分）；。（前兩空分別為2分，第三空4分）

（2）l1、l3；l1/l3 （每空2分）

（3）①乙；② 9.4；③紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦阻力、空氣阻力。 (每空2分)

 

四．計(jì)算題：本題共6小題，共54分。解答應(yīng)有必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的，答案中必須寫出數(shù)值和單位。

18．（8分）分析和解：

（2）         因?yàn)榻饘賶K勻速運(yùn)動(dòng)，所以

    ………………（2分）

…………（2分）

（2）撤去拉力后a==μg ………  （1分）

a=4m/s2 ………（1分）

金屬塊在桌面上滑行的最大距離s =  ………（1分）

=

s=0.5m……………… （1分）

19.（8分）分析和解：（1）導(dǎo)體棒、金屬導(dǎo)軌和直流電源構(gòu)成閉合電路，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：

I==1.5A…………（3分）

（2）導(dǎo)體棒受到的安培力：

F安=BIL=0.30N…………（2分）

（3）導(dǎo)體棒所受重力沿斜面向下的分力F1= mg sin37º=0.24N

由于F1小于安培力，故導(dǎo)體棒受沿斜面向下的摩擦力f…………（1分）

     根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件

      mg sin37º+f=F安…………（1分）

解得：f=0.06N …………（1分）

20.（8分）分析和解：（1）帶電粒子經(jīng)過電場加速，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場時(shí)速度為v，由動(dòng)能定理

   　　　…………………①（1分）

進(jìn)入磁場后帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r

………………②（2分）

   打到H點(diǎn)有　　　　………………………③（1分）

由①②③得　…………(1分)

（2）要保證所有粒子都不能打到MN邊界上，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)偏角小于90°，臨界狀態(tài)為90°，如圖所示，磁場區(qū)半徑

　　　　　　　　　　　　（2分）

　所以磁場區(qū)域半徑滿足　　�。�1分）

21．（10分）分析和解：（1）木塊A在桌面上受到滑動(dòng)摩擦力作用做勻減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，木塊A的加速度     ＝2.5m/s2……………………（1分）

設(shè)兩木塊碰撞前A的速度大小為v，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，得

＝2.0m/s……………………………（2分）

（2）兩木塊離開桌面后均做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)木塊B離開桌面時(shí)的速度大小為v2，在空中飛行的時(shí)間為t′。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有：，s＝v2t′…………………（2分）

解得：                     ＝1.5m/s……………………………（1分）

（3）設(shè)兩木塊碰撞后木塊A的速度大小為v1，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：

…………………………………（1分）

解得：                      =0.80m/s…………………………（1分）

設(shè)木塊A落到地面過程的水平位移為s′，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，得

                            ＝0.32m………………………（1分）

則木塊A落到地面上的位置與D點(diǎn)之間的距離  ＝0.28m ………（1分）

22．（10分）分析和解：（1）設(shè)電子經(jīng)電壓U1加速后的速度為v0，由動(dòng)能定理

              e U1=－0…………………………………………（2分）

         解得  ………………………………..………（1分）

（2）電子以速度v0進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后，垂直于電場方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度為E，電子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，加速度為a，電子離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的側(cè)移量為y。由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

                t=……………………………………………..……….（1分）

F=ma    F=eE    E=

a =……………………………………………（2分）

y=……………………………………………（1分）

解得  y=…………………………………………（1分）

（3）減小加速電壓U1；增大偏轉(zhuǎn)電壓U2；……

（本題的答案不唯一，只要措施合理，答出一項(xiàng)可得1分，答出兩項(xiàng)及以上可得2分。）

23（10分）分析和解：（1）設(shè)軌道半徑為R，由機(jī)械能守恒定律：

 

--------------------------①（2分）

 

在B點(diǎn)：-----------------------------②（1分）

在A點(diǎn)：------------------------------③（1分）

由①②③式得：兩點(diǎn)的壓力差：------④（1分）

由圖象得：截距   ，得---------------------------⑤（1分）

（2）由④式可知：因?yàn)閳D線的斜率 

 所以……………………………………⑥（2分）

（3）在A點(diǎn)不脫離的條件為：     ------------------------------⑦（1分）

由①⑥⑦三式和題中所給已知條件解得：--------------------------⑧（1分）


同步練習(xí)冊答案