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广东省茂名市高州三中2022届高三物理上学期第三次月考试题含解析
广东省茂名市高州三中2022届高三物理上学期第三次月考试题含解析
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2022-2022学年广东省茂名市高州三中高三(上)第三次月考物理试卷一、选择题.(共8题,每题6分.1-5为单选,16-8为多项选择题.)1.下列有关力的说法正确的是()A.物体受力作用后,一定同时产生形变和运动状态变化两种效果B.地球表面的物体受到地球的吸引力,但物体并没有对地球产生吸引C.手指用垂直墙壁的力F压物块,使物块紧贴墙壁静止,则墙壁所受压力的施力物体是手指D.物体静止在桌面上,物体对桌面的压力是由于物体发生弹性形变产生的2.在2022年广州亚运会上,我国运动员陈一冰在吊环项目中取得了冠军.如图是比赛中的一个场景,此时人静止不动,两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角.下列判断正确的是()A.两根吊带受到环的拉力大小不等B.手对吊环作用力方向竖直向下C.每根吊带受到环的拉力大小都等于人重量的一半D.两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下3.某星球的质量约为地球的9倍,半径约为地球的一半,若从地球上高h处平抛一物体,射程为60m,则在该星球上,从同样高度,以同样的初速度平抛同一物体,射程应为()A.10mB.15mC.90mD.360m4.甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶,在t=0到t=t1的时间内,它们的v﹣t图象如图所示.在这段时间内()A.汽车甲的平均速度比乙的大B.汽车乙的平均速度等于-16-\nC.甲乙两汽车的位移相同D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大5.如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆所能承受的弹力的最大值一定,A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),B端吊一重力为G的重物.现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B端缓慢向上拉(均未断),在AB杆转到竖直方向前,以下分析正确的是()A.绳子越来越容易断B.绳子越来越不容易断C.AB杆越来越容易断D.AB杆越来越不容易断6.图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源,延长卫星的使用寿命.图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前,二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图,此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1:4.若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力,则下列说法正确的是()A.在图示轨道上,“轨道康复者”的速度小于7.9km/sB.在图示轨道上,“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的16倍C.在图示轨道上,“轨道康复者”的周期为4hD.若要对该同步卫星实施拯救,“轨道康复者”应从图示轨道上加速,然后与同步卫星对接7.如图所示,物体m与斜面体M一起静止在水平面上.若将斜面的倾角θ稍微增大一些,且物体m仍静止在斜面上,则下列说法中正确的是()A.斜面体对物体的支持力变大B.斜面体对物体的摩擦力变大-16-\nC.斜面体对物体的支持力和摩擦力的合力不变D.斜面体与水平面间的摩擦力变大8.英国特技演员史蒂夫•特鲁加里亚曾飞车挑战世界最大环形车道.如图所示,环形车道竖直放置,直径达12m,若汽车在车道上以12m/s恒定的速率运动,演员与汽车的总质量为1000kg,重力加速度g取10m/s2,则()A.汽车通过最低点时,演员处于超重状态B.汽车通过最高点时对环形车道的压力为1.4×104NC.若要挑战成功,汽车不可能以低于12m/s的恒定速率运动D.汽车在环形车道上的角速度为1rad/s二、非选择题.包括必考题和选考题两部分.第9题~第12题为必考题,每个试题考生都必须作答.第13题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题9.某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验.(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持__________状态.(2)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线,由此图线可得该弹簧的原长x0=__________cm,劲度系数k=__________N/m.(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该弹簧的长度x=__________cm.10.完成以下“验证力的平行四边形定则”实验的几个主要步骤:①如图甲,用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,记下结点O点的位置、两弹簧测力计的读数F1、F2以及__________.②如图乙,用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到__________,记下细绳套的方向(如图丙中的c),读得弹簧测力计的示数F=__________.-16-\n11.将一个小球从某高处以v0=2m/s的初速度水平抛出,到落地时运动的水平距离为x=1.6m,不计空气阻力,g=10m/s2.求:(1)小球在空中运动的时间t;(2)小球抛出点的高度h.12.如图所示,半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点,O为圆弧圆心,D为圆弧最低点.斜面体ABC固定在地面上,顶端B安装一定滑轮,一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块P、Q(两边细绳分别与对应斜面平行),并保持P、Q两物块静止.若PC间距为L1=0.25m,斜面MN足够长,物块P质量m=3kg,与MN间的动摩擦因数μ=,求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)烧断细绳后,物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小;(2)物块P第一次过M点后0.3s到达K点,则MK间距多大;(3)物块P在MN斜面上滑行的总路程.(二)选考题[物理--选修3-5]13.如图甲所示,有一倾角为30°的光滑固定斜面,斜面底端的水平面上放一质量为M的木板.开始时质量为m=1kg的滑块在水平向左的力F作用下静止在斜面上,今将水平力F变为水平向右,当滑块滑到木板上时撤去力F,木块滑上木板的过程不考虑能量损失.此后滑块和木板在水平上运动的v﹣t图象如图乙所示,g=10m/s2.求(1)水平作用力F的大小;(2)滑块开始下滑时的高度;(3)木板的质量.-16-\n-16-\n2022-2022学年广东省茂名市高州三中高三(上)第三次月考物理试卷一、选择题.(共8题,每题6分.1-5为单选,16-8为多项选择题.)1.下列有关力的说法正确的是()A.物体受力作用后,一定同时产生形变和运动状态变化两种效果B.地球表面的物体受到地球的吸引力,但物体并没有对地球产生吸引C.手指用垂直墙壁的力F压物块,使物块紧贴墙壁静止,则墙壁所受压力的施力物体是手指D.物体静止在桌面上,物体对桌面的压力是由于物体发生弹性形变产生的【考点】物体的弹性和弹力.【专题】弹力的存在及方向的判定专题.【分析】根据力的两种作用效果:力可以改变物体的运动状态,力可以改变物体的形状.根据牛顿第三定律,力的作用是相互的;物体对桌面的压力是由于物体发生弹性形变产生的.【解答】解:A、物体形状和运动状态的改变都属于力的作用效果,但物体受到了力的作用,不一定同时产生形变和运动状态变化两种效果.故A错误;B、根据牛顿第三定律,地球表面的物体受到地球的吸引力,物体同时对地球产生吸引.故B错误;C、物块紧贴墙壁静止,则墙壁所受压力的施力物体是物块,不是手指.故C错误;D、物体静止在桌面上,物体对桌面的压力是由于物体发生弹性形变产生的.故D正确.故选:D【点评】掌握力的两种作用效果,力可以改变物体的运动状态,力可以改变物体的形状,两种效果可以同时存在,但不是一定同时存在.2.在2022年广州亚运会上,我国运动员陈一冰在吊环项目中取得了冠军.如图是比赛中的一个场景,此时人静止不动,两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角.下列判断正确的是()A.两根吊带受到环的拉力大小不等B.手对吊环作用力方向竖直向下C.每根吊带受到环的拉力大小都等于人重量的一半D.两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.【专题】共点力作用下物体平衡专题.【分析】三力平衡时,任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线;本题中,运动员受到三个力而平衡,根据平衡条件和对称性分析其受力情况.【解答】解:对运动员受力分析,受到重力、两个拉力,受力情况如图.-16-\nA、由题可知,两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角,由对称性可知,两根吊带受到环的拉力大小相等.故A错误.B、由图看出,手对吊环的拉力斜向上,则由牛顿第三定律知,手对吊环作用力方向斜向下,不是竖直向下.故B错误.C、当运动员两臂竖直时,每根吊带受到环的拉力大小都等于人重量的一半,而现在两根吊带与竖直方向有一定夹角,由平衡条件得知,每根吊带受到环的拉力大小都大于人重量的一半.故C错误.D、由平衡条件和牛顿第三定律知,两根吊带受到环的拉力的合力与重力大小相等、方向相同,一定是竖直向下.故D正确.故选D【点评】本题的解题关键是作出受力图后,根据三力平衡条件,运用合成法分析讨论.3.某星球的质量约为地球的9倍,半径约为地球的一半,若从地球上高h处平抛一物体,射程为60m,则在该星球上,从同样高度,以同样的初速度平抛同一物体,射程应为()A.10mB.15mC.90mD.360m【考点】万有引力定律及其应用;平抛运动.【专题】万有引力定律的应用专题.【分析】根据万有引力等于重力,求出星球表面重力加速度和地球表面重力加速度关系.运用平抛运动规律求出星球上水平抛出的射程.【解答】解:设星球质量为M′,半径为R′,地球质量为M,半径为R.已知=9,=,根据万有引力等于重力得:=mgg===①由题意从同样高度抛出,h=gt2=g′t′2②,①、②联立,解得t′=t,-16-\n在地球上的水平位移s=v0t=60m,在星球上的s′=v0t′=v0t=10m故选A.【点评】把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题.重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量.4.甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶,在t=0到t=t1的时间内,它们的v﹣t图象如图所示.在这段时间内()A.汽车甲的平均速度比乙的大B.汽车乙的平均速度等于C.甲乙两汽车的位移相同D.汽车甲的加速度大小逐渐减小,汽车乙的加速度大小逐渐增大【考点】匀变速直线运动的图像;平均速度.【专题】运动学中的图像专题.【分析】在速度时间图象中,某一点代表此时刻的瞬时速度,时间轴上方速度是正数,时间轴下方速度是负数;切线代表该位置的加速度,向右上方倾斜,加速度为正,向右下方倾斜加速度为负;图象与坐标轴围成面积代表位移,时间轴上方位移为正,时间轴下方位移为负.【解答】解:A、C、平均速度等于位移与时间的比值,在v﹣t图象中,图形的面积代表位移的大小,根据图象可知道,甲的位移大于乙的位移,由于时间相同,所以汽车甲的平均速度比乙的大,故A正确,C错误;B、由于乙车做变减速运动,平均速度不等于,故B错误;D、因为切线的斜率等于物体的加速度,汽车甲和乙的加速度大小都是逐渐减小,故D错误.故选:A.【点评】本题是为速度﹣﹣时间图象的应用,要明确斜率的含义,知道在速度﹣﹣时间图象中图象与坐标轴围成的面积的含义.5.如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆所能承受的弹力的最大值一定,A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),B端吊一重力为G的重物.现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B端缓慢向上拉(均未断),在AB杆转到竖直方向前,以下分析正确的是()-16-\nA.绳子越来越容易断B.绳子越来越不容易断C.AB杆越来越容易断D.AB杆越来越不容易断【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.【专题】共点力作用下物体平衡专题.【分析】以B点为研究对象,分析其受力情况,作出受力图,利用三角形相似法,得出各力与三角形ABO三边边长的关系,再分析其变化.【解答】解:以B点为研究对象,分析受力情况:重物的拉力T(等于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力F,作出力图如图:由平衡条件得知,N和F的合力与T大小相等,方向相反,根据三角形相似可得又T=G,解得:N=,F=;使∠BAO缓慢变小时,AB、AO保持不变,BO变小,则N保持不变,F变小.故B正确,ACD错误.故选B.【点评】本题涉及非直角三角形的力平衡问题,采用三角形相似,得到力与三角形边长的关系,再分析力的变化,是常用的方法.6.图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源,延长卫星的使用寿命.图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前,二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图,此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1:4.若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力,则下列说法正确的是()-16-\nA.在图示轨道上,“轨道康复者”的速度小于7.9km/sB.在图示轨道上,“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的16倍C.在图示轨道上,“轨道康复者”的周期为4hD.若要对该同步卫星实施拯救,“轨道康复者”应从图示轨道上加速,然后与同步卫星对接【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用.【专题】人造卫星问题.【分析】利用第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,以及卫星速度近大远小规律分析A项;利用加速度和周期公式分析BC两项物理量大小关系;利用卫星最近时角度及圈数关系分析二者远近;卫星对接则使用卫星变轨的原理分析.【解答】解:A、图示轨道略高于近地轨道,由可得,r越大,v越小,故“轨道康复者”的速度小于近地卫星的速度,即小于7.9km/s,故A正确;B、由得:a=,在图示轨道上,“轨道康复者”与地球同步卫星加速度之比为,故B正确;C、根据得:T=,则“轨道康复者”与地球同步卫星周期之比为,地球同步卫星周期T2=24h,则“轨道康复者”的周期为3h,故C错误;D、“轨道康复者”应从图示轨道上加速后,轨道半径增大,与同步卫星轨道相交,则可进行对接,故D正确;故选:ABD.【点评】本题考查卫星的基本规律,涉及内容广泛,考查全面,难点在于卫星的“相遇”问题,如果作示意图会更好理解一些.7.如图所示,物体m与斜面体M一起静止在水平面上.若将斜面的倾角θ稍微增大一些,且物体m仍静止在斜面上,则下列说法中正确的是()A.斜面体对物体的支持力变大B.斜面体对物体的摩擦力变大C.斜面体对物体的支持力和摩擦力的合力不变D.斜面体与水平面间的摩擦力变大【考点】共点力平衡的条件及其应用.【分析】根据物体所处的状态,选择研究对象进行受力分析,利用平衡条件解出问题.-16-\n【解答】解:A、物体m静止不动,受力平衡.可对物体受力分析,正交分解重力G,得:支持力N=mgcosθ摩擦力f=mgsinθ比较可知θ稍微增大一些,N变小,f变大,故A错误,B正确;C、m处于平衡状态,合力为零,则斜面体对物体的支持力和摩擦力的合力与重力平衡,不变,故C正确;D、以物体和斜面体整体为研究对象,水平方向上:根据平衡条件得知,地面对斜面体没有摩擦力,可见,当θ增大时,摩擦力仍为零,不变.故D错误.故选:BC【点评】根据物体所处的状态,选择研究对象进行受力分析,利用平衡条件解出问题.要注意研究对象的选取,整体和隔离法的应用.8.英国特技演员史蒂夫•特鲁加里亚曾飞车挑战世界最大环形车道.如图所示,环形车道竖直放置,直径达12m,若汽车在车道上以12m/s恒定的速率运动,演员与汽车的总质量为1000kg,重力加速度g取10m/s2,则()A.汽车通过最低点时,演员处于超重状态B.汽车通过最高点时对环形车道的压力为1.4×104NC.若要挑战成功,汽车不可能以低于12m/s的恒定速率运动D.汽车在环形车道上的角速度为1rad/s【考点】牛顿第二定律;牛顿运动定律的应用-超重和失重.【专题】牛顿运动定律综合专题.【分析】根据加速度的方向确定演员的超失重;汽车在最高点,根据牛顿第二定律求出轨道对汽车的作用力,从而得出汽车对轨道的压力;抓住最高点压力为零,根据牛顿第二定律求出最小速度.根据线速度与角速度的关系求出汽车在环形车道上的角速度.【解答】解:A、汽车通过最低点时,加速度方向竖直向上,演员处于超重状态.故A正确.B、根据牛顿第二定律得:N+mg=m,解得:N=,代入数据得:N=14000N.故B正确.C、要想通过最高点,临界情况是轨道对汽车的压力为零,根据牛顿第二定律得:mg=,解得:v=m/s.即最小速度为m/s.故C错误.D、汽车在环形车道上的角速度为:rad/s.故D错误.故选:AB.-16-\n【点评】解决本题的关键知道汽车做圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解,掌握判断超失重的方法,关键看加速度的方向.二、非选择题.包括必考题和选考题两部分.第9题~第12题为必考题,每个试题考生都必须作答.第13题为选考题,考生根据要求作答.(一)必考题9.某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验.(1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持竖直状态.(2)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线,由此图线可得该弹簧的原长x0=4cm,劲度系数k=50N/m.(3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该弹簧的长度x=10cm.【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系.【专题】实验题;弹力的存在及方向的判定专题.【分析】(1)弹簧是竖直的,要减小误差,刻度尺必须竖直;(2)弹簧处于原长时,弹力为零;根据胡克定律F=k△x求解劲度系数;(3)直接从弹簧秤得到弹力,再从图象b弹簧弹簧长度.【解答】解:(1)弹簧是竖直的,要减小误差,刻度尺必须与弹簧平行,故刻度尺要保持竖直状态;(2)弹簧处于原长时,弹力为零,故原长为4cm;弹簧弹力为2N时,弹簧的长度为8cm,伸长量为4cm;根据胡克定律F=k△x,有:;(3)由图c得到弹簧的弹力为3N,根据图b得到弹簧的长度为10cm;故答案为:(1)竖直;(2)4,50;(3)10.【点评】本题关键是明确实验原理,然后根据胡克定律F=k△x并结合图象列式求解,不难.10.完成以下“验证力的平行四边形定则”实验的几个主要步骤:①如图甲,用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,记下结点O点的位置、两弹簧测力计的读数F1、F2以及两细绳套的方向.②如图乙,用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O,记下细绳套的方向(如图丙中的c),读得弹簧测力计的示数F=4.0N.-16-\n【考点】验证力的平行四边形定则.【专题】实验题;平行四边形法则图解法专题.【分析】明确该实验的实验原理,了解具体实验步骤以及具体的操作,尤其注意在记录力时不但要记录大小还要记录方向,该实验采用的是“等效替换”,两次拉橡皮筋要到同一位置.【解答】解:①如图甲,用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,记下结点位置O和两测力计的示数F1、F2以及两细绳套的方向.②如图乙,用一只弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条的结点拉到同一位置O,记下细绳套的方向,由图示弹簧测力计可读得弹簧测力计的示数F=4.0N故答案为:①两细绳套的方向;②同一位置O;4.0N【点评】在“验证力的平行四边形定则”实验中,我们要知道分力和合力的效果是等同的,这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用,加强对基础实验理解.11.将一个小球从某高处以v0=2m/s的初速度水平抛出,到落地时运动的水平距离为x=1.6m,不计空气阻力,g=10m/s2.求:(1)小球在空中运动的时间t;(2)小球抛出点的高度h.【考点】平抛运动.【专题】平抛运动专题.【分析】(1)平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据水平位移和初速度求出小球在空中的时间;(2)根据时间,结合位移时间公式求出小球抛出点的高度.【解答】解:(1)小球在空中的运动时间为:(2)小球抛出点的高度为:.答:(1)小球在空中运动的时间为0.8s;(2)小球抛出点的高度为3.2m.【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式灵活求解.12.如图所示,半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点,O为圆弧圆心,D为圆弧最低点.斜面体ABC固定在地面上,顶端B安装一定滑轮,一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块P、Q-16-\n(两边细绳分别与对应斜面平行),并保持P、Q两物块静止.若PC间距为L1=0.25m,斜面MN足够长,物块P质量m=3kg,与MN间的动摩擦因数μ=,求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)烧断细绳后,物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小;(2)物块P第一次过M点后0.3s到达K点,则MK间距多大;(3)物块P在MN斜面上滑行的总路程.【考点】机械能守恒定律;牛顿第二定律;向心力.【专题】机械能守恒定律应用专题.【分析】(1)先根据动能定理列式求出到D点的速度,再根据牛顿第二、第三定律求压力;(2)先根据动能定理求出M点速度,再根据牛顿第二定律求MN段上升和下降的加速度,再结合运动学公式求MK间距;(3)直接根据动能定理全程列式求解即可.【解答】解:(1)滑块由P到D过程,由动能定理,得:mgh=mvD2根据几何关系,有:h=L1sin53°+R(1﹣cos53°)在D点,支持力和重力的合力提供向心力,则有:FD﹣mg=m代入数据解得:FD=78N由牛顿第三定律得,物块P对轨道的压力大小为78N.(2)PM段,根据动能定理,有:m1gL1sin53°=代入数据解得:vM=2m/s沿MN向上运动过程,根据牛顿第二定律,得到:a1=gsin53°+μgcos53°=10m/s2根据速度时间公式,有:vM=a1t1代入数据解得:t1=0.2s所以t1=0.2s时,P物到达斜面MN上最高点,故返回过程,有:x=沿MN向下运动过程,根据牛顿第二定律,有:a2=gsin53°﹣μgcos53°=6m/s2故,根据运动学公式,有:xMK=﹣=0.17m,即MK之间的距离为0.17m.-16-\n(3)最后物体在CM之间来回滑动,且到达M点时速度为零,对从P到M过程运用动能定理,得到:mgL1sin53°﹣μmgL1cos53°L总=0代入数据解得:L总=1.0m即物块P在MN斜面上滑行的总路程为1.0m.答:(1)烧断细绳后,物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小是78N;(2)物块P第一次过M点后0.3s到达K点,则MK间距是0.17m;(3)物块P在MN斜面上滑行的总路程是1.0m.【点评】本题关键对物体受力分析后,根据牛顿第二定律、运动学公式和动能定理综合求解,对各个运动过程要能灵活地选择规律列式.(二)选考题[物理--选修3-5]13.如图甲所示,有一倾角为30°的光滑固定斜面,斜面底端的水平面上放一质量为M的木板.开始时质量为m=1kg的滑块在水平向左的力F作用下静止在斜面上,今将水平力F变为水平向右,当滑块滑到木板上时撤去力F,木块滑上木板的过程不考虑能量损失.此后滑块和木板在水平上运动的v﹣t图象如图乙所示,g=10m/s2.求(1)水平作用力F的大小;(2)滑块开始下滑时的高度;(3)木板的质量.【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的图像.【专题】牛顿运动定律综合专题.【分析】(1)对滑块受力分析,由共点力的平衡条件可得出水平作用力的大小;(2)根据图乙判断滑块滑到斜面底部的速度,由牛顿第二定律求出加速度,从而根据在斜面上的位移和三角关系求出下滑时的高度.(3)根据图象和牛顿第二定律求出地面和木板间的摩擦力,以及滑块和木板间的摩擦力,进而根据牛顿第二定律求出木板的质量.【解答】解:(1)滑块受到水平推力F、重力mg和支持力N处于平衡,如图所示,水平推力:F=mgtanθ=1×10×=(2)由图乙知,滑块滑到木板上时速度为:v1=10m/s设下滑的加速度为a,由牛顿第二定律得:mgsinθ+Fcosθ=ma代入数据得:a=10m/s2-16-\n则下滑时的高度:h=(3)设在整个过程中,地面对木板的摩擦力为f,滑块与木板间的摩擦力为f1由图乙知,滑块刚滑上木板时加速度为:对滑块:f1=ma1①此时木板的加速度:对木板:﹣f1﹣f=Ma2②当滑块和木板速度相等,均为:v=2m/s之后,连在一起做匀减速直线运动,加速度为:a3=对整体:﹣f=(m+M)a3③联立①②③带入数据解得:M=1.5kg答:(1)水平作用力F的大小位;(2)滑块开始下滑时的高度为2.5m;(3)木板的质量为1.5kg.【点评】本题考查斜面上力的合成与分解,和牛顿第二定律的应用,注意平时深入分析各种运动形式的特征.-16-
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