B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2 D.小球1和小球2的半径r
(3)当所测物理量满足表达式__________________________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式_______________________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失。
(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图2所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为,、。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________________________________(用所测物理量的字母表示) 四、解答题
21.魔术大师刘谦的魔术表演激起了人们强烈的好奇心,并在全国范围内掀起了魔术表 演的热潮。在学校科技节活动中,小张将―强磁铁藏在自己手中,对着用细线悬挂的金属小球,小球在他的指挥下飘动起来并做出各种运动,假设当隐藏的磁铁位于小球的左上方某一 位置时(磁铁到小球的连线与竖直方向夹角为30° ),细线偏离竖直方向的夹角也是30°, 此时小球处于静止状态,如图所示,已知小球的质量为m,小张(含磁铁)的质量为M,已知重力加速度为g,求此时:
(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少? (2)小张对到地面的压力和摩擦力大小各为多少?
22.如图甲所示,质量为m=2kg的物体置于倾角为θ=30°的固定且足够长的光滑斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=5s时撤去拉力,物体撤去拉力前运动的v—t图像如图乙所示。(g取10m/s2)试求:
(1)拉力F的大小; (2)物体在11s内的位移。
23.质量为60kg的人站在电梯上,当电梯以1m/s的加速度匀减速上升时,求人对电梯地板的压力?当电梯以1m/s2的加速度匀减速下降时,人对电梯地板的压力变为多少?(g取10m/s2)
24.如图所示,ACD是一滑雪场示意图,其中AC是长L=8 m、倾角θ=37°的斜坡,CD段是与斜坡平滑连接的水平面.人从A点由静止下滑,经过C点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停下.人与接触面间的动摩擦因数均为μ=0.25,不计空气阻力,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
2
(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间; (2)人在离C点多远处停下.
25.质量为0.2kg的小球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面,再以4m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,
(1)求小球与地面碰撞前后的动量变化;
(2)若小球与地面的作用时间为0.2s,则小球受到地面的平均作用力大小?(取g=10m/s)。 【参考答案】*** 一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B D B B C B A C D A 二、填空题 13.正 减小 14.4cm 500N/m
15.80kW 0.6m/s 16s 16.
25
2
2
D C 17.变大 变大 三、实验题 18.平衡摩擦力
19.①D ②AO段木块克服摩擦力所做的功 ③3cm 20.ACD C
四、解答题
21.(1) (2) Mg+
【解析】试题分析:小球处于静止状态,合外力为零,分析小球的受力情况,根据平衡条件求解悬挂小球的细线的拉力大小;对人研究,分析受力情况,由平衡条件求解地面的支持力和摩擦力大小。 (1)对小球进行受力分析如图所示:
设细线对小球拉力为F,磁铁对小吸引力为F',建立直角坐标系并进行正交分解,由平衡条件可得: 在水平方向上有:Fsin30°=F'sin30° 在竖直方向上有:Fcos30°+F’cos30°=mg
解得:F=F'=
(2)对小张和小球整体进行受力分析如图所示:
地面对小张的支持力为FN,摩擦力为f,建立正交坐标系并正交分解,根据平衡条件可得: 在水平方向上有:f=Fsin30°
在竖直方向上有:FN+Fcos30°=(M+m)g
解得:
根据牛顿第三定律,小张对地面的压力和摩擦力大小分别为22.(1)18N (2)80m 【解析】(1)根据速度时间关系:根据牛顿第二定律:F=18N
(2)撤去拉力后,根据牛顿第二定律:经t2速度减为零:向下运动的时间:
和
点睛:本题主要考查了采用隔离法解决问题,分析受力情况是解题的关键,再根据平衡条件进行求解。
11s内的位移:S=80m
23.540N,660N
【解析】匀减速上升时,加速度方向向下 根据牛顿第二定律得,
,解得
;
根据牛顿第三定律知,人对电梯底板的压力为匀减速下降时,加速度方向向上 根据牛顿第二定律得,
,解得
。
根据牛顿第三定律得,人对电梯底板的压力大小为相同。
点睛:解决本题的关键搞清加速度的方向,运用牛顿第二定律进行求解,知道合力的方向与加速度方向
24.(1)1s ;(2)12.8m; 【解析】
(1)人在斜坡上下滑时,设人沿斜坡下滑的加速度为a,由牛顿第二定律得:
,
由匀变速运动规律得:联立以上各式得:
;
(2)人在水平面上滑行时,水平方向只受到地面的摩擦力作用,设在水平面上人运动的加速度大小为,由牛顿第二定律得
;
,
设人到C处的速度为v,则下滑过程水平面面上运动时有
,
联立以上各式解得:x=12.8m.
25.(1)2kg?m/s;方向竖直向上;(2)12N;方向竖直向上; 【解析】 【详解】
(1)小球与地面碰撞前的动量为:p1=m(-v1)=0.2×(-6) kg·m/s=-1.2 kg·m/s 小球与地面碰撞后的动量为p2=mv2=0.2×4 kg·m/s=0.8 kg·m/s 小球与地面碰撞前后动量的变化量为Δp=p2-p1=2 kg·m/s (2)由动量定理得(F-mg)Δt=Δp 所以F=
+mg=
N+0.2×10N=12N,方向竖直向上.