答:物体运动的初速度、加速度和9s末的速度各为0.5m/s、、3.5m/s.
【点评】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论,并能灵活运用,有时运用推论求解会使问题更加简捷.
15.(4分)如图所示是物体在某段运动过程中的 v﹣t图象,在t1和t2 时刻的瞬时速度分别为v1和v2,则在t 1到 t 2 的时间内,物体运动的加速度是 减小 (选填“不变”、“增大”或“减小”)的,它的平均速度v 小于 (v1+v2)/2(选填“等于”、“大于”或“小于”)
【分析】速度图象的“斜率”等于物体加速度,根据斜率的变化确定加速度变化.连接图线上AB两点,虚线AB表示物体做匀减速直线运动,其平均速度等于
.将实线AB曲线与虚线AB直线进行比较,由“面积”比较位移大小,
由平均速度公式比较平均速度的大小.
【解答】解:在t 1到 t 2 的时间内,图线的斜率减小,则物体的加速度减小. 连接AB,则直线AB表示物体做匀减速直线运动,其平均速度
=
.
由“面积”等于位移,可知,在t 1到 t 2 的时间内,物体的位移小于匀减速直线运动的位移.由平均速度公式=,时间t相同,由物体的平均速度小于匀减速直线运动的平均速度度故答案为:减小;小于
,即v<
.
【点评】本题关键抓住速度图象的数学意义来理解:“斜率”等于加速度,“面积”等于位移.
16.(4分)如图所示,质量为m的光滑小球,用轻绳连接后挂在三角劈的顶端斜面平行,劈置于光滑水平面上,当劈水平向右匀加速加速度a1= 第16页(共24页)
g 时,
球与斜面相对静止且细绳的拉力恰好为零;当劈以加速度a=2g向左匀加速运动时,绳的拉力T2= mg 。
【分析】根据题意确定小球的受力情况,然后应用牛顿第二定律求出加速度; 应用牛顿第二定律的求出小球与斜面间作用力为零时的临界加速度,
然后根据劈的加速度与临界加速度的关系确定小球的位置状态,然后求出绳子的拉力。
【解答】解:球与斜面相对静止且细绳的拉力恰好为零时,小球受力如图所示:
由牛顿第二定律得:a1==g;
当劈加速度向左,球恰好刚要离开斜面;
即斜面对球的作用力恰好为零时,球受力如图所示:
由牛顿第二定律得:a临界==g<a=2g,
当加速度:a=2g,方向:水平向左时,小球离开斜面,受力如图所示:
绳子的拉力:T2=故答案为:
=
mg。
mg;
g;
第17页(共24页)
【点评】本题考查了牛顿第二定律的应用,解决本题的关键知道小球和三角劈具有相同的加速度,通过隔离法分析,运用牛顿第二定律进行求解。
17.(4分)倾角为θ=30°的斜面体放在水平地面上,一个重为G的球在水平力F的作用下,静止在光滑斜面上,则水平力F的大小为
;若将力F从
水平方向逆时针转过某一角度α后,仍保持F的大小,且小球和斜面也仍旧保持静止,则此时水平地面对斜面体的摩擦力f=
G .
【分析】先研究第一种情况:通过对小球出状态的分析,利用共点力平衡条件可求出水平力F的大小.
再研究力F方向变化后的情况:对小球受力分析,运用作图法求得力F与水平方向的角度,因为小球和斜面都处于静止状态,可对整体受力分析求出地面对斜面的摩擦力.
【解答】解:对物体受力分析如图:
由平衡条件得:N与F的合力F′与重力G大小相等, 由三角函数关系得:F=Gtanθ 代入数据得:F=
G
转过角度后,由F大小不变,小球静止,支持力与F的合力不变,故此时转动后F转方向如图:
第18页(共24页)
即:F转过的角度是2θ.
对整体受力分析并正交分解如图:
水平方向:f=Fcos2θ=故答案为:
G,
G
G
【点评】此题关键还是平衡条件的应用,难点在于选择合适的研究对象和找出力F转动后的角度,有难度,需要仔细推敲体会.
三、综合题(共40分)注意:第19、20题在列式计算、逻辑推理以及在回答问题过程中,要求给出必要放入图示、文字说明、公式、演算等. 18.(10分)在“点力合成”实验中
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(1)图1是A、B两位同学在做本实验时得到的结果,可以断定其中 甲 问学的实验结果比较符合实验事实,理由是 实验中F是由平行四边形得出的,而F′是通过实验方法得出的,其方向一定与橡皮筋的方向相同,而由于实验过程不可避免的存在误差,因此理论值F的方向与竖直方向总要有一定夹角,所以甲比较符合实验事实 。
(2)(单选)在上述实验中所说的合力与两个分力具有相同的效果,是通过下列哪个方法实现的 D A.弹簧秤的弹簧被拉长
B.固定橡皮条的图钉受拉力产生形变 C.细线套受拉力产生形变
D.使橡皮条在同一方向上伸长到相同长度
(3)某同学在做验证力的平行四边形法则的实验中已记录下结点O两个分力F1、F2的方向如图2所示,F′为用一个弹簧秤拉时力的方向,三个力F1、F2、F′的大小分别是2.8N、3.4N、5.0N,请你用作图法帮这个同学完成该实验,从而得出实验结论。
【分析】探究“互成角度的两个力的合成”的实验的实验原理是用力的图示画出两个分力和实际的合力,然后用平行四边形画出合力的理论值,比较理论值和实际值之间的关系。在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置,即一力的作用效果与两个力作用效果相同。同时我们需要记录下力的大小和方向。根据合力与分力的关系是等效的,分析橡皮筯的结点位置要求。用一个弹簧拉橡皮筋时的力为实际值,实际值一定是沿着橡皮筋方向的。作出两力的合力,然后分析答题。
【解答】解:(1)实验中F是由平行四边形得出的,而F′是通过实验方法得出的,其方向一定与橡皮筋的方向相同,而由于实验过程不可避免的存在误差,因此理论值F的方向与竖直方向总要有一定夹角,所以甲比较符合实验事实。 (2)本实验研究合力与分力的关系,合力与分力是等效的,即使橡皮筋的形变相同,同一次实验过程中,O点位置不能变动,以保证橡皮筯伸长的长度相同,效果相同,故D正确,ABC错误;
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2017-2018学年上海市浦东新区华师大二附中高一(上)期末物理试卷1
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