2018高考物理大一轮复习第3章牛顿运动定律章末检测20170704146

解析:选BD.小木块刚放上之后的一段时间内所受摩擦力沿斜面向下,由牛顿第二定律可得:

mgsin θ+μmgcos θ=ma1,小木块与传送带同速后,因μ<tan θ,小木块将继续

向下加速运动,此时有:mgsin θ-μmgcos θ=ma2,有a1>a2,故B、D正确,A、C错误.

二、非选择题(共4小题,52分)

9.(10分)在探究加速度与力、质量的关系的实验中,采用如下图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用m表示,盘及盘中重物的总质量用m0表示,小车的加速度可由打点计时器打在纸带上的点计算出.

(1)当m与m0的大小关系满足________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中重物的重力.

(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中重物的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地确定出加速度a与质量m的关系,应该作a与__________的图象.

(3)如图(a)为甲同学根据测量数据作出的a-F图线,说明实验存在的问题是________________________________________________.

(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线如图(b)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?______________________

解析:从实验原理入手,对照本实验的操作要求,弄清各图象的物理意义,讨论实验中处理数据的方法.

(1)当m?m0时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中重物的总重力. (2)因由实验画的a-m图线是一条曲线,难以判定它所对应的函数式,从而难以确定a1

与m的定量关系,所以在实验中应作a-图象而不是a-m图象来分析实验结果.

m(3)图(a)为甲同学根据测量数据作出的a-F图线,图线没有过原点,而是与F轴交于一点,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.

(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线,两图线的斜率不同,

5

说明两个同学做实验时的小车及车中砝码的质量不同.

1

答案:(1)m?m0 (2) (3)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够 (4)小车及车中砝码的

m质量不同

10.(12分)为了探究加速度与力的关系,某同学设计了如图所示的实验装置,带滑轮的长木板水平放置,板上有两个光电门相距为d,滑块通过细线与重物相连,细线的拉力F大小等于力传感器的示数.让滑块从光电门1由静止释放,记下滑到光电门2的时间t,改变重物质量来改变细绳拉力大小,重复以上操作5次.得到下列表格中5组数据.

次数 1 2 3 4 5 a/(m·s-2) 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 F/N 0.76 0.99 1.23 1.50 1.76

(1)若测得两光电门之间距离为d=0.5 m,运动时间t=0.5 s,则a=________ m/s; (2)依据表中数据在坐标纸上画出a-F图象.

(3)由图象可得滑块质量m=________ kg,滑块和轨道间的动摩擦因数μ=________(g取10 m/s)

12

解析:(1)滑块在两个光电门之间从静止开始做匀加速直线运动,d=at,代入距离和

22d2×0.522

时间得加速度a=2=2 m/s=4.0 m/s.

t0.5

(2)描点作图,注意根据牛顿第二定律F-μmg=ma,所以a-F是一条倾斜的直线.而且由于摩擦力,所以不过原点.

114-1

(3)根据牛顿第二定律可得a=F-μg,即a-F图象斜率表示=,整理得mmm1.5-0.76

2

2

6

1

=0.25 kg,当加速度等于0时,则有0=F-μg=4×0.5-10μ,整理得μ=0.2.

m答案:(1)4.0 (2)图象如下 (3)0.25 0.2

11.(15分) 如图是某同学的航模飞机,操作遥控器使飞机起飞时,飞机受到空气竖直4

向上的恒定推动力,大小是重力的倍.一次试飞中,让飞机由静止从地面竖直上升,3 s

3末关闭发动机.(忽略空气阻力,取重力加速度g=10 m/s)

2

(1)此飞机最高可上升到距地面多高处?

(2)关闭发动机多长时间后重新启动,才能使飞机恰好安全落地? 解析:(1)飞机加速上升阶段,由牛顿第二定律可得:

F-mg=ma1

1

解得:a1=g

3

3 s末的速度为v1=a1t1=10 m/s 12

上升的高度为h1=a1t1=15 m

2减速上升阶段有a2=g

v21

上升的高度为h2==5 m

2g故总上升的高度为H=h1+h2=20 m

(2)设飞机上升到最高点后经过时间Δt启动发动机,再经Δt′飞机安全落地,则由运动学公式可得:

v=gΔt=gΔt′

111

g(Δt)2+×g(Δt′)2=H 223解得:Δt=1 s,Δt′=3 s

1

3

7

关闭发动机后上升的时间为t2==1 s

故关闭发动机后经过t=Δt+t2=2 s,重新启动发动机,飞机安全落地. 答案:(1)20 m (2)2 s

12.(15分)如图所示,薄板A长L=5 m,其质量M=5 kg,放在水平桌面上,板右端与桌边相齐.在A上距右端s=3 m处放一物体B(可看成质点),其质量m=2 kg.已知A、B间动摩擦因数μ1=0.1,A与桌面间和B与桌面间的动摩擦因数均为μ2=0.2,原来系统静止.现在在板的右端施加一大小一定的水平力F持续作用在A上直到将A从B下抽出才撤去,且使B最后停于桌的右边缘.求:

v1

g

(1)B运动的时间; (2)力F的大小.

解析:(1)对于B,在未离开A时,其加速度为:

aB1=

μ1mg2

=1 m/s

m设经过时间t1后B离开A,离开A后B的加速度为:

aB2=-

μ2mg2

=-2 m/s

m设物体B离开A时的速度为vB,则vB=aB1t1 1vBaB1t2=s, 1+2-2aB2

代入数据解得t1=2 s,t2=

2

vB=1 s,所以B运动的时间是:t=t1+t2=3 s. -aB2

(2)设A的加速度为aA,则根据相对运动的位移关系得 121aAt1-aB1t21=L-s 22

解得:aA=2 m/s,由牛顿第二定律得

2

F-μ1mg-μ2(m+M)g=MaA,

代入数据得:F=26 N. 答案:(1)3 s (2)26 N

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