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2023人教版带答案高中物理必修一第四章运动和力的关系微公式版解题方法技巧
1
单选题
1、下列属于电学国际单位制的基本单位的是( )
A.牛顿B.安培C.库仑D.特斯拉
答案:B
基本单位
A.牛顿是力的单位,是导出单位,故A不符合题意;
B.安培是电流的单位,是基本单位,故B符合题意;
C.库仑是电量的单位,是导出单位,故C不符合题意;
D.特斯拉是磁感应强度的单位,是导出单位,故D不符合题意。
故选B。
2、如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向左做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力( )
A.方向向左,大小不变B.方向向左,逐渐减小
C.方向向右,大小不变D.方向向右,逐渐减小
答案:C
A、B两物块叠放在一起共同向左做匀减速直线运动,对A和B整体,根据牛顿第二定律有
a=μ(mA+mB)gmA+mB=μg
然后隔离B,根据牛顿第二定律有
fAB=mBa=μmBg
大小不变;物体B做速度方向向左的匀减速运动,故而加速度方向向右,摩擦力向右,C正确,ABD正确。
故选C。
3、如图所示,质量为m的小球用一水平轻弹簧系住,并用倾角为60°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态,在木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度为( )
A.0
B.大小为g,方向竖直向下
C.大小为g,方向垂直木板向下
D.大小为2g,方向垂直木板向下
答案:D
木板撤去前,小球处于平衡态,受力如图所示
由平衡条件得
F-Nsin60°=0
Ncos60°-G=0
木板A、B突然撤去后,支持力消失,重力和拉力不变,合力等于支持力N,方向与N反向,方向垂直于木板向下,由牛顿第二定律得,加速度为
a=Nm
解得
a=2g
方向垂直于木板向下,故选D。
4、汽车的刹车性能至关重要,制动至停止.则下列说法正确的是( )
A.汽车的惯性与车辆性能有关,与质量无关
B.汽车的速度越大惯性就越大
C.汽车停止运动后没有惯性
D.汽车运动状态的改变是因为受到力的作用
答案:D
ABC.汽车的惯性是由汽车的质量决定的,与汽车的速度无关,因此汽车行驶时、停止运动后,汽车的惯性一样大,故ABC错误;
D.力是改变物体运动状态的原因,故汽车运动状态的改变是因为受到力的作用,故D正确。
故选D。
5、下列仪器中,不能用于直接测量三个力学基本物理量的是( )
A.天平B.刻度尺
C.秒表D.弹簧测力计
答案:D
天平用来测量质量,而质量是基本物理量;刻度尺用来测量长度,而长度是基本物理量;秒表用来测量时间,而时间是基本物理量;弹簧测力计测量力,而力不是基本物理量。
本题选不能直接测量三个力学基本物理量的,故选D。
6、2019年11月,在温州翔宇中学举行的浙江省中学生田径锦标赛中,某校高二学生王鑫宇以2米的成绩获得冠军,如图所示。则下列说法正确的是(不计空气阻力)( )
A.王鑫宇在上升阶段重力变大了
B.王鑫宇在空中跨越过程处于失重状态
C.王鑫宇起跳时地面对他的支持力大于他对地面的压力
D.王鑫宇在助跑过程中,地面对他的支持力做正功
答案:B
AB.王鑫宇在上升阶段只受重力,处于失重状态,且重力大小不变,故B正确,A错误;
C.王鑫宇起跳时地面对他的支持力与他对地面的压力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,故C错误;
D.王鑫宇在助跑过程中,地面对他的支持力与运动方向垂直,不做功,故D错误。
故选B。
7、机器人服务人类的场景正步入现实生活中,例如餐厅中使用机器人来送餐,就越来越常见。如图甲所示为某餐厅的送餐机器人,将其结构简化为如图乙所示的示意图,机器人的上表面保持水平。则下列说法中正确的是( )
A.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,菜品受到与运动方向一致的摩擦力作用
B.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对平衡力
C.菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时,菜品的惯性逐渐增大
D.菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时,机器人对菜品的作用力大于菜品的重力
答案:D
A.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,不受摩擦力作用。A错误;
B.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对作用力与反作用力。B错误;
C.菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时,菜品的惯性不变。惯性大小由物体的质量决定,质量不变,物体的惯性不变。C错误;
D.菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时,机器人对菜品的支持力
FN=mg
由牛顿第二定律
Ff=ma
机器人对菜品的作用力为支持了和静摩擦力的合力
F=FN2+Ff2=FN2+(ma)2=(mg)2+(ma)2>mg
D正确。
故选D。
8、体育课上李明进行原地纵跳摸高训练,如图甲所示,在快速下蹲后立即蹬伸的过程中,李明受到的地面支持力的变化如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.李明在下蹲阶段处于超重状态
B.李明在蹬伸阶段处于失重状态
C.李明在下蹲阶段先处于超重状态,再处于失重状态
D.李明在蹬伸阶段先处于超重状态,再处于失重状态
答案:D
小明在下蹲阶段,重心先向下做加速运动,处于失重状态,后向下做减速运动,加速度向上,处于超重状态,所以下蹲阶段先失重后超重;蹬伸阶段,重心先向上做加速运动,加速度向上处于超重状态,后向上做减速运动,加速度向下,处于失重状态。所以蹬伸阶段先超重后失重,D正确,ABC错误。
故选D。
9、如图所示,表面粗糙的水平传送带匀速向右传动。现在其左侧的A处轻轻放上一物块,设传送带足够长,则该物块( )
A.一直向右匀速运动
B.先向右匀加速运动,后继续向右匀速运动
C.先受到向右的滑动摩擦力,后受到向右的静摩擦力
D.先受到向右的滑动摩擦力,后受到向左的静摩擦力
答案:B
物块初速度为0,刚放上传送带后将与传送带之间发生相对滑动,受到向右的滑动摩擦力做匀加速运动,因为传送带足够长,所以物块最终将会达到与传送带相同的速度并最终向右匀速运动,此时物块与传送带保持相对静止,没有相对运动趋势,不受静摩擦力作用。
故选B。
10、如图甲所示,倾角为θ的粗糙斜面体固定在水平面上,初速度为v0=10 m/s、质量为m=1 kg的小木块沿斜面上滑,若从此时开始计时,整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图象如图乙所示,取g=10 m/s2,则下列说法不正确的是( )
A.0 ~ 5 s内小木块做匀减速运动
B.在t=1 s时刻,摩擦力反向
C.斜面倾角θ=37°
D.小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5
答案:A
A.x在0 ~ 5m内由匀变速直线运动的速度位移公式
v2-v02=2ax
再根据乙图,有
a1=-0-v022x1=10m/s2
又有
v0=10m/s
则小木块做匀减速运动的时间为
t=0-v0-a1=0-10-10s=1s
A错误,不符合题意;
B.在0 ~ 1s内木块做向上的匀减速运动,1s后木块做反向的匀加速运动,摩擦力反向,B正确,符合题意;
CD.木块做反向匀加速运动时的加速度为
a2=v2-02x2=322×(13-5)m/s2=2m/s2
对上滑过程,有
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
下滑过程中,有
mgsinθ-μmgcosθ=ma2
联立解得
μ=0.5,θ=37°
CD正确,符合题意。
故选A。
11、矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当歼20隐形战斗机以速度v斜向上加速飞行时,其矢量发动机提供的推力和飞机机翼产生的升力的合力F的方向正确的是( )
A.B.
C.D.
答案:A
因为歼20加速飞行,所以矢量发动机提供的推力和飞机机翼产生的升力的合力F与重力的合力方向应沿机身斜向上。
故选A。
12、某人乘电梯从10楼到1楼,从电梯启动到停在1楼的过程,经历了匀加速、匀速和匀减速三个阶段。电梯在这三个连续的运动阶段中,该人所受的重力和他对电梯地板的压力相比较,其大小关系分别是( )
A.重力大于压力,重力等于压力,重力小于压力
B.重力小于压力,重力等于压力,重力大于压力
C.重力大于压力,重力小于压力,重力小于压力
D.重力小于压力,重力小于压力,重力大于压力
答案:A
某人乘电梯从10楼到1楼,速度方向向下。电梯启动做加速运动阶段,加速度方向向下,由牛顿第二定律可知重力大于电梯地板对他的支持力,由牛顿第三定律可知,他对电梯地板的压力等于电梯地板对他的支持力,即重力大于压力,处于失重状态;在匀速运动阶段,处于平衡状态,重力等于压力;在减速运动阶段,加速度方向向上,由牛顿第二定律可知重力小于电梯地板对他的支持力,由牛顿第三定律可知,他对电梯地板的压力等于电梯地板对他的支持力,即重力小于压力,处于超重状态;故选项A正确,选项BCD错误。
故选A。
13、如图所示,水平轻弹簧左端固定,右端与滑块P相连,P置于水平地面上;滑块Q与P完全相同,紧靠在P的右侧,P、Q均处于静止状态,此时滑块Q所受地面摩擦力刚好等于最大静摩擦力。设P、Q与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,P、Q均视为质点。现对Q施加水平拉力F,使Q向右做匀加速直线运动,以下判断正确的是( )
A.施加F的瞬间,P的加速度可能比Q的大
B.施加F的瞬间,P的加速度不可能与Q的加速度一样大
C.F可能为恒力,也可能为变力
D.F一定为变力,P、Q分离前P与Q一起做匀加速运动
答案:C
A B.设P、Q与地面动摩擦因数为,如果Q刚好与P之间无相互挤压且加速度相同,由牛顿第二定律,对Q有
F-μmg=ma
对P有
2μmg-μmg=ma
则有
F=2μmg
可知当F=2μmg时,施加力F瞬间 QP加速度相同,处于分离的临界状态;
当F>2μmg时, Q的加速度大于P的加速度,两者立即分离;
当F<2μmg时,P、Q之间有相互弹力,两者加速度相同;
综上所述,P的加速度有可能与Q的加速度一样大,但不可能比Q的大,故AB错误;
C D.据前面分析可知当F≥2μmg时,两者瞬间分离,则F为恒力;
当 F<2μmg时,分离前加速度相同,对P、Q整体受力分析,则开始瞬间有
F=2ma
则有
a<μg
过程中有
F+kx-2μmg=2ma
由于弹簧弹力变小,摩擦力及加速度大小恒定,则F应变大,在两者分离前F为变力;
综上所述,F可能为恒力,也可能为变力,故D错误,C正确。
故选C。
14、如图所示,光滑水平面上放有质量均为m的滑块A和斜面体C,在C的斜面上又放有一质量也为m的滑块B。现用水平力F推滑块A使三个物体无相对运动地向前做加速运动,则( )
A.滑块A所受的合力最大
B.斜面体C所受的合力最大
C.三个物体所受的合力一样大
D.条件不足,无法判断谁受到的合力最大
答案:C
由于三个物体的质量和加速度均相同,根据牛顿第二定律可知三个物体所受合力一样大。
故选C。
15、由于生活水平的不断提升,越来越多的家庭拥有了私家轿车,造成车位难求的现象,因此很多停车场采用了多层停车的结构。若车子被“移送”停在上层,车主想使用汽车时就需要车库管理员把车子“移送”到下层。管理员正在“移送”车辆的过程如图所示。假设“移送”过程中车辆相对于底板始终静止,底板始终保持水平,则下列说法正确的是( )
A.车子在被水平向右“移送”的过程中,底板对车子的摩擦力一直水平向左
B.车子在被水平向右“移送”的过程中,底板对车子的摩擦力不可能水平向左
C.车子在被竖直向下“移送”的过程中,车子对底板的力可能小于底板对车子的力
D.车子在被竖直向下“移送”的过程中,底板对车子的力可能大于车子自身的重力
答案:D
AB.车子在被水平向右“移送”的过程中,先加速后减速,中间可能还有匀速过程,若加速向右移送,则底板对车子的摩擦力水平向右,若减速向右移送,则底板对车子的摩擦力水平向左,若匀速向右移送,底板对车子的摩擦力为零,所以底板对车子的摩擦力不会一直水平向左,故A、B错误;
C.车子对底板的力和底板对车子的力是一对作用力和反作用力,任何时刻都大小相等,方向相反,故C错误;
D.车子在被竖直向下“移送”的过程中,若减速向下移动,则加速度竖直向上,即
FN-mg=ma
解得
FN=mg+ma
则底板对车子的力可能大于车子自身的重力,故D正确。
故选D。
多选题
16、一滑块以某一速度滑上足够长的光滑斜面,下列图像中能够正确表示滑块运动的是( )
A.B.C.D.
答案:BD
滑块向上滑动,速度减为零后,再反向运动,即前后速度方向相反;上滑与下滑过程中,滑块受力不变,所以加速度不变。
故选BD。
17、如图甲所示,一足够长的传送带倾斜放置,倾角为θ,以恒定速率v=4m/s顺时针转动。一煤块以初速度v0=12m/s从A端冲上传送带,煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示,g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.倾斜传送带与水平方向夹角的正切值tanθ=0.75
B.煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.35
C.煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为2+5s
D.煤块在传送带上留下的痕迹长为12+45m
答案:ACD
AB.由v-t图像得0~1s内煤块的加速度大小
a1=12-41m/s2=8m/s2
方向沿传送带向下;1~2s内煤块的加速度大小
a2=4-01m/s2=4m/s2
方向沿传送带向下。0~1s,对煤块由牛顿第二定律得
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
1~2s,对煤块由牛顿第二定律得
mgsinθ-μmgcosθ=ma2
解得
tanθ=0.75
μ=0.25
故A正确,B错误;
C.v-t图像图线与时间轴所围面积表示位移大小,所以煤块上滑总位移大小为x=10m,由运动学公式得下滑时间为
t下=2xa2=2×104s=5s
所以煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为(2+5)s,故C正确;
D.0~1s内煤块比传送带多走4m,划痕长4m,1~2s内传送带比煤块多走2m,划痕还是4m。2~(2+5)s内传送带向上运动,煤块向下运动,划痕总长为
2+12a2t2+vt=(12+45)m
故D正确。
故选ACD。
18、下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是( )
A.由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比
B.由m=Fa可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动的加速度成反比
C.由a=Fm可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比
D.由m=Fa可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得
答案:CD
A.物体的合外力与物体的质量和加速度无关,故A错误;
B.物体的质量与合外力以及加速度无关,由本身的性质决定,故B错误;
C.根据牛顿第二定律a=Fm可知,物体的加速度与其所受合外力成正比,与其质量成反比,故C正确;
D.由m=Fa可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得,故D正确。
故选CD。
19、将一个物体以某一初速度从地面竖直向上抛出,设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变,则物体( )
A.刚抛出时的速度最大B.在最高点的加速度为零
C.上升时间小于下落时间D.上升时的加速度小于下落时的加速度
答案:AC
A.物体在空中运动过程,有阻力做负功,机械能减小,故刚抛出时机械能最大,而刚抛出时的重力势能最小,故动能最大,速度最大,故A正确;
B.在最高点时,仍然受到重力作用,加速度不为零,故B错误;
CD.上升过程,加速度大小为
a1=mg+fm
下降过程加速度大小为
a2=mg-fm
上升时的加速度大于下落时的加速度,而上升过程的逆运动是初速度为零加速度为a1的匀加速直线运动,根据
h=12at2
a1>a2
可知上升时间小于下落时间,故C正确,D错误。
故选AC。
20、如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,上端固定,下端连着一质量为m的物块A,A放在托盘B上,B的质量也为m。初始时在竖直向上的力F作用下系统静止,弹簧处于自然长度。现改变竖直向上的力F的大小,使A匀加速下降。已知重力加速度为g,A的加速度为a=0.25g,空气阻力不计,弹簧始终在弹性限度内,则在A匀加速下降的过程中,以下说法正确的是( )
A.A和B刚好分开时弹簧的弹力为0.85mg
B.弹簧的最大形变量为0.75mgk
C.力F可能为0.9mg
D.力F最小值为0.65mg
答案:BC
AB.设物块和托盘间的压力为零时弹簧的伸长量为xm,以A为研究对象,根据牛顿第二定律得
mg-kxm=ma=m×0.25g
解得
xm=0.75mgk
在此之前,以A为研究对象,根据牛顿第二定律得
a=mg-FN-kxm=0.25g
可得
FN=0.75mg-kx
所以A和B刚好分开时FN=0,则此时弹簧的弹力为0.75mg,选项A错误,B正确;
CD.以AB整体为研究对象,根据牛顿第二定律得
2mg-F-kx=2m×0.25g
可得
F=1.5mg-kx
力F对B的作用力范围为
0.75mg≤F≤1.5mg
选项C正确,D错误。
故选BC。
21、在平直公路上运行的大卡车运载了完全相同的外表面光滑的圆柱体A、B、C,圆柱体B和C分别紧靠货箱前后壁。下列说法正确的是( )
A.匀速行驶时,A、B之间的作用力等于A、C之间的作用力
B.加速行驶时,A、B之间作用力大于A、C之间的作用力
C.减速行驶时,C与货箱后壁的作用力可能为零
D.变速行驶时,B与箱底之间的作用力等于C与箱底之间的作用力
答案:AC
A.在匀速行驶时,由于对称性,A、B之间的作用力等于A、C之间的作用力,故A正确;
B.加速行驶时,对A进行受力分析,不难得出A、B之间的作用力只有小于A、C之间的作用力,A才能有向前(左)的加速度,故B错误;
C.减速行驶时,加速度向后(右),对整体进行受力分析可知,C与货箱后壁的作用力可能为零,故C正确;
D.在变速行驶时,分别隔离A、B、C进行受力分析,不难发现B与箱底之间的作用力和C与箱底之间的作用力不相等,故D错误。
故选AC。
22、中国传统杂技“爬杆”屡获国际大奖,某次表演中杂技演员双手紧握竹竿匀速攀升和匀加速下滑时,所受的摩擦力分别是f1和f2,则( )
A.f1向上, f2向上
B.f1向下, f2向上
C.f1、 f2的大小相等
D.f1是静摩擦力,数值上大于 f2
答案:AD
当杂技演员匀速攀升时,f1与重力平衡,即f1向上,在这种情况下演员的双手不可能相对杆向上滑动,所以f1是静摩擦力,且根据平衡条件可得
f1=mg
当杂技演员匀加速下滑时,f2与相对杆的运动方向相反,即f2向上,根据牛顿第二定律有
mg-f2=ma
比较以上两式可知
f1>f2
综上所述可知AD正确,BC错误。
故选AD。
23、总质量为100 kg的小车,在粗糙水平地面上从静止开始运动,其速度—时间图像如图所示。已知在0~2 s内小车受到恒定水平拉力F=1 200 N,2 s后小车受到的拉力发生了变化,则( )
A.t=1 s时小车的加速度为8 m/s2
B.0~18 s内小车行驶的平均速度约为10 m/s
C.小车与地面间的动摩擦因数为0.2
D.14 s后拉力的大小为200 N
答案:AB
A.前2 s内小车做匀加速运动,由图线的斜率可得小车的加速度
a=162m/s2=8 m/s2
故选项A正确;
B.由速度-时间图线与横坐标轴围成的面积即可计算出0~18 s内小车位移的大小,每一格表示的位移为4m,小于一半的格子舍掉,大于一半的格子计算为一个格子,则格子数约为45格,则位移约为L=180 m,所以平均速度约为
v=Lt=10 m/s
故选项B正确;
C.前2 s内,根据牛顿第二定律得
F-μmg=ma
解得
μ=0.4
选项C错误;
D.14 s后小车做匀速运动,所以拉力
F′=μmg=400 N
选项D错误。
故选AB。
24、如图所示,A、B、C为三个完全相同的物体,当水平力F作用于A上,三物体一起向右匀速运动;某时撤去力F后,三物体仍一起向右运动,设此时A、B间摩擦力为f,B、C间作用力为FN。整个过程三物体无相对滑动,下列判断正确的是( )
A.f=0B.f≠0
C.FN=0D.FN≠0
答案:BC
CD.开始三个物体在拉力F的作用下一起向右做匀速运动,可知地面对B、C总的摩擦力
f'=F
B受地面的摩擦力为23F,C受地面的摩擦力为13F;
撤去F后,B、C受地面的摩擦力不变,由牛顿第二定律可知
aB=23F2m=F3m
aC=13Fm=F3m
B、C以相同的加速度向右做匀减速运动,B、C间作用力
FN=0
D错误,C正确;
AB.撤去F后,整个过程三物体无相对滑动,则A与B加速度相同,B对A有向左的摩擦力
f=maB=F3
A错误,B正确。
故选BC。
25、一物体放置在光滑水平面上,处于静止状态,从t=0时刻起,用一水平向右的拉力F作用在物块上,且F的大小随时间从零均匀增大,下列说法正确的是( )
A.物体的速度随时间均匀增大B.物体的加速度随时间均匀增大
C.物体的位移随时间均匀增大D.物体的速度增加得越来越快
答案:BD
ABD.根据牛顿第二定律可知
a=Fm
因为F的大小随时间从零均匀增大,所以物体的加速度随时间均匀增大,所以物体的速度随时间增加得越来越快,故BD正确,A错误。
C.因为物体的速度方向不变,且速度越来越大,则物体的位移随时间增大得越来越快,故C错误。
故选BD。
填空题
26、如图所示,固定在电梯顶部的弹簧测力计下端挂着G=1N的钩码取(g取10m/s2),电梯运行时人观察到测力计的示数F=1.5N,这种对悬挂物的拉力大于重力的现象是___________ (填“超重”或“失重”)现象;此时钩码的加速度大小为___________ ms2
答案: 超重 5
[1]由题意可知,其人观察到的测力计示数为钩码的视重,而钩码本身的重力为实重,由题意可知,视重大于实重,所以这种对悬挂物的拉力大于重力的现象为超重现象。
[2]对钩码受力分析,有
F-G=ma
G=mg
解得
a=5m/s2
27、如图所示,电梯的顶部挂有一个弹簧测力计,其下端挂了一个重物,电梯做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10 N。在某时刻弹簧测力计的示数变为 8 N,g取10 m/s2,电梯可能向上___________(选填“加速”或“减速”)运动,也可能向下___________(选填“加速”或“减速”)运动,加速度大小为___________ m/s2.
答案: 减速 加速 2
[1][2][3]电梯做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10 N,此时拉力等于重力,则重物所受的重力等于10 N。当弹簧测力计的示数变为8 N时,对重物有
mg-F=ma
代入数据解得
a=2 m/s2
则电梯的加速度大小为2 m/s2,方向竖直向下,电梯可能向下做加速运动,也可能向上做减速运动。
28、如图所示,物块A、B和C的质量相同,A和B、B和C之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连,通过系在A上的细线悬挂于固定点O,整个系统处于静止状态。现将细线剪断,将物块A的加速度大小记为a,S1和S2相对于原长的伸长量分别记为x1和x2,重力加速度大小为g。在剪断的瞬间,a=____,x1∶x2=____。
答案: 3g 2:1
[1]设物块的质量均为m,剪断细线的瞬间,细线的拉力消失,弹簧还没来得及发生形变,所以剪断细线的瞬间,物块A受到重力和弹簧S1的拉力大小为F1,剪断细线前,对B、C和弹簧S2组成的整体分析可知
F1=2mg
故A受到的合力
F=mg+F1=mg+2mg=3mg
故加速度
a=Fm=3g
[2]设弹簧S2 的拉力大小为F2,则
F2=mg
根据胡克定律可得
x1∶x2=2∶1
29、《中华人民共和国道路交通安全法》明确规定:机动车载物应当符合核定的载质量,严禁超载。这个规定的实施是保障交通安全的有效措施之一、请你根据所学的物理知识,写出制定这一规定的两条科学依据:___________;___________。
答案: 见解析 见解析
[1][2]汽车超载是指汽车装载的货物的质量太多,超过了核定的载重量,危害:
a.物体的惯性大小与质量有关,质量越大惯性越大,遇到紧急的情况下操作更加困难;
b.汽车的刹车片与车轮之间的最大摩擦力是一定的,物体的质量大,则刹车时的加速度越小,汽车制动距离越大,更容易引起交通事故。
30、如图甲所示,初始有一质量m=5 kg的物块以速度v0=10 m/s在水平地面上向右滑行,在此时刻给物块施加一水平外力F,外力F随时间t的变化关系如图乙所示,作用3 s时间后撤去外力F,规定水平向右为正方向,已知物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10 m/s2。则撤去拉力F时物块的速度大小v=_____m/s;从施加水平力开始物块能向右滑行的总位移为______m。
答案: 2 19
[1][2]在第1 s内物体的加速度大小为
a1=F+μmgm=4m/s2
第1 s末的速度
v1=v0-a1t=6m/s
在第2 s内加速度大小为
a2=F-μmgm=0
即物块做匀速直线运动。在第3 s内加速度大小为
a2=4m/s2
所以撤去F时物块的速度大小为
v=v1-a2t=2m/s
撤去F之后,物块的加速度大小为
a3=μmgm=2m/s2
运动时间
t'=va3=1s
物块运动的v-t图像如图所示,物块向右滑行的总位移为
x=v0+v12t+v1t+v1+v2t+v2t'=19m
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