mg=,解得v=,故D正确
故选:ABD。
10.(5分)如图甲所示,水平地面上叠放着A、B两物体,A与B的接触面水平,它们的质量为mA=2mB=2m,A与B之间的动摩擦因数为2μ,B与地面之间的动摩擦因数为μ,现用水平力F1和F2前后两次分别作用在A和B上,如图(1)和(2)所示,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则以下说法正确的是( )
A.在图(1)中,只要F1>3μmg,B就会在地面上滑动 B.在图(1)中,只要F1>4μmg,A就会相对于B滑动 C.在图(2)中,A的加速度最大能达到2μg D.在图(1)和(2)中,当A和B刚要相对滑动时,F1=F2 【解答】解:在图(1)中:
当A、B刚要发生相对滑动时,A、B间的摩擦力达到最大静摩擦力,即f=2μ?2mg=4μmg
隔离对B分析,根据牛顿第二定律得4μmg﹣μ3mg=ma,解得a=μg 对整体分析,根据牛顿第二定律有:时,A、B发生相对滑动;
B与地面间的最大静摩擦力滑动,故A正确,B错误; 在图(2)中:
当A、B刚要发生相对滑动时,A、B间的摩擦力达到最大静摩擦力,即f=2μ?2mg=4μmg
隔离对A分析,根据牛顿第二定律有2μ?2mg=2ma′,解得a′=2μg 对整体分析,根据牛顿第二定律有:正确,D错误;
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,解得,知当
,只要,B就会在地面上
,解得:,故C
故选:AC。
二、实验题(本题共2小题,共15分)
11.(6分)实验中所使用的电源是50Hz的交流电,某同学打好三条纸带,选取其中最好的一条,其中一段如图所示。图中A、B、C、D、E为计数点,相邻两个计数点间有四个点未画出。根据纸带可计算出各计数点的瞬时速度,则VB= 0.877 m/s,并计算纸带所对应小车的加速度a= 3.50 m/s2(本题结果均要求保留三位有效数字)。
【解答】解:在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度,故有:
由题意可知:
x1=7.00cm,x2=(17.54﹣7.00)cm=10.54cm,x3=(31.60﹣17.54)cm=14.06cm,x4=(49.10﹣31.60)cm=17.50cm 根据逐差法有: x3﹣x1=2a1T2① x4﹣x2=2a2T2②
③
联立①②③代入数据解得:a=3.50m/s2。 故答案为:VB=0.877;a=3.50m/s2
12.(9分)如图所示,某同学在研究平抛运动的实验中,在小方格纸画出小球做平抛运动的轨迹以后,又在轨迹上取出a、b、c、d四个点(轨迹已擦去).已知小方格纸的边长L=2.5cm.g取10m/s2.请你根据小方格纸上的信息,完成下面几个问题:(结果保留三位有效数字) (1)小球平抛运动的初速度v0= 1.00 m/s。
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(2)物体运动到b点时的瞬时速度vb= 1.25 m/s; (3)从抛出点到c点所经历的时间是 0.125 S。
【解答】解:(1)由△y=gT2得, T=
=
s=0.05s,
=1.00m/s。
=
=1.25m/s。
m/s=0.75m/s,
则初速度v0==(2)而vby=所以vb=
(3)b点竖直分速度vb=0.75m/s 由vcy=vby+gt得:vcy=1.25m/s tc=
=
s=0.125s
故答案为:(1)1.00;(2)1.25;(3)0.125。
三、计算题(本题共4小题,共45分.解答应写出必要的文字说明,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.) 13.(10分)如图所示,有一水平传送带以2m/s的速度匀速运动,现将一物体轻放(初速度为零)在传送带的左端,若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,已知传送带左、右端间的距离为5m。求传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间?
【解答】解:物体刚放在水平传送带上时,在滑动摩擦力作用下做匀加速运动,加速度为a1
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由牛顿第二定律得
经过t1时间与传送带速度相同,则物体前进的位移
此后物体将与传送带一起匀速运动至右端,用时所以物体在传送带上运动的时间t=t1+t2=2.7s
答:传送带将该物体传送到传送带的右端所需时间为2.7s。
14.(10分)宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间4t小球落回原处。(取地球表面重力加速度g0=10m/s2,空气阻力不计) (1)求该星球表面附近的重力加速度g1。
(2)已知地球的半径与该星球半径之比为R0:R1=4:1,求地球的质量与该星球质量之比M0:M1。
【解答】解:(1)根据竖直上抛运动规律可知: v=g
而在某星球表面有: v=g1
=2g1t;
联立解得:g1==2.5m/s2; (2)根据万有引力公式可得:
=mg
=mg1
联立可得: M0:M1=64:1
答:(1)星球表面的重力加速度为2.5m/s2;
(2)该星球的质量与地球质量之比M0:M1为64:1。
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