图像如图丙中的1、2、3所示。下列分析正确的是______(选填选项前的字母)。 A.出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力
B.出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适 C.出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大
⑤在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg,由此造成的误差是____(选填“系统误
差”或“偶然误差”)。设拉力的真实值为F真,小车的质量为M,为了使,应当满足的条件
是____。
四、解答题
21.某校高一课外活动小组自制一枚火箭,设火箭发射后始终在竖直方向上运动.在水火箭向下喷水过程中,水火箭可认为做匀加速直线运动。水火箭从地面静止出发经过2s到达离地面高20m处时水恰好喷完,接着水火箭向上做匀减速运动,加速度等于g,最后落回到地面(忽略空气阻力),g=10m/s2。求: (1)恰好喷完水时水火箭的速度; (2)水火箭上升离地面的最大高度;
(3)水火箭从发射到残骸落回到地面过程的总时间 (保留两位有效数字) .
22.国际空间站是迄今最大的太空合作计划,其离地高度为H,绕地球运动的周期为T1。通过查找资料又知万有引力常量G,地球半径R,同步卫星距地面的高度h,地球的自转周期T2以及地球表面重力加速度g。
某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法: 同步卫星绕地心做圆周运动,由
得
(1)请判断上面得出的结果是否正确,请说明理由;如不正确,请给出正确解法和结果。 (2)请根据题给条件再提出两种估算地球质量的方法,并解得结果。
23.如图(a)所示,质量为m=2kg的物块以初速度v0=20m/s从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动,同时物块受到一水平向左的恒力F作用,在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图(b)所示,g取10m/s2.试求:
(1)物块在0-4s内的加速度a1的大小和4-8s内的加速度a2的大小; (2)恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数μ; (1)8s内恒力F所做的功.
24.“引体向上”是一项体育健身运动,该运动的规范动作是:两手正握单杠,由身体悬垂开始,上提时,下颚超过杠面为合格。如图所示,某同学质量为当他用
,开始下颚距单杠的高度为
,
的恒力将身体拉至某位置时,不再用力,以后依靠惯性继续向上运动,取
,为保证此次引体向上动作合格,停止用力时下颚到杠面的距离最大为多少?(要求用牛二
律和动能定理两种方法求解)
25.如图所示,在某段平直的铁路上一列以324km/h高速行驶的“和谐号”某时刻开始匀减速行驶,5min后恰好停在某车站,并在该站停留5min,随后匀加速驶离车站,经9km恢复到原速324km/h。求 (1)“和谐号”减速、加速时的加速度分别为多大?
(2)“和谐号”从开始减速到恢复原速这段时间内的平均速度大小。
【参考答案】*** 一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 C D C C C C B C B A 二、填空题 13.
;
;
B A 14.m、A、kg
15.大 ;小于;空气对重锤的阻碍及纸带受到的摩擦 16.17.三、实验题
18.(1)AC; (2)0.88; (3)②, 0.50
a b ;
;
19. BD C mgSB 四、解答题
20.ACE AC 1.15 B 系统误差 5% 21.(1)20 m/s(2)40 m(3)6.8 s
【解析】画出水火箭运动示意图,如图所示,A点是地面,B点为水火箭恰好喷完水的位置,C为水火箭上升的最大高度;
(1)水火箭喷水过程向上做初速度为零的匀加速直线运动
① ②
解①②得:
;
(2)BC阶段水火箭做匀减速直线运动
③ ④
解③④得:
(3)从C落到A做自由落体运动
⑤ ⑥ ⑦
解⑤⑥⑦得:
。
点睛:本题考查了匀加速直线运动的基本公式及竖直上抛、自由落体运动的基本公式的直接应用,要注意火箭燃料耗尽后还会继续上升做减速运动,最后做自由落体运动。 22.(1)上面的结果是错误的,地球的半径R在计算过程中不能忽略
;
(2)【解析】 【详解】
(1)上面的结果是错误的,地球的半径R再计算过程中不能忽略。 正确的解法和结果:由
得
(2)方法一:对空间站绕地球做圆周运动,由
得
方法二:在地面重力近似等于万有引力,由23.(1)【解析】 【详解】
, 方向水平向左;
得
, 方向水平向左 (2)F=7N,μ=0.15 (3)W=-168J
(1)由图可知,0-4s内,物体向右做匀减速直线运动,4-8s内,物体向左做匀加速直线运动; 0-4s内,4-8s内,
,方向水平向左; ,方向水平向左;
由牛顿第二定律,得到:F+μmg=ma1 F-μmg=ma2
代入数据解得:F=7N,μ=0.15 (2)依据图象可知,物体4s内的位移:
(2)根据牛顿第二定律,在0-4s内恒力F与摩擦力同向:F+μmg=ma1 4s-8s内恒力F与摩擦力反向:F-μmg=ma2 代入数据解得:F=7N,μ=0.15
(3)根据图形的面积可得8s内物体运动的位移恒力F做的功为W =Fs=-7×24=-168J 【点睛】
本题是已知物体的受力情况确定物体的运动情况的问题,关键求解确物体的加速度,根据功的公式计算做功的多少。 24.
m
【解析】 【分析】
人先恒力作用下做匀加速运动,后做竖直上抛运动,即做匀减速直线运动.根据牛顿第二定律结合运动公式,或者用动能定理解答; 【详解】
(1)用牛顿第二定律解答:设施加恒力F时,人的加速度为a,由牛顿运动定律得: F-mg=ma
代入解得:a=2m/s2
设加速运动时间为t,人加速上升的高度为:h1=人加速上升的末速度为:v=at
人不再用力后,以速度v竖直上抛的高度为:h2=且h1+h2=H 联立解得h2=
m
at
2
(2)用动能定理;对整个过程:解得h1=则【点睛】
m,
此题是两个物理过程,可用牛顿第二定律和运动公式解答,也可用动能定理解答;由此可看出动能定理在解答多过程问题中的优越性。
25.(1) 减速的加速度为0.3m/s2;加速的加速度为0.45m/s2 (2) 平均速度为28.125m/s 【解析】 【详解】
(1)列车的速度为v=288km/h=80m/s,经过t1=5min=300s 停下,根据加速度的定义可得:
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