1.3.5
二、本體共3小題,共18分。把答案填在題中的橫線上。
11.(1)6×103;(2)36.0;(3)180(各2分)
12.(1)小車與滑輪之間的細線水平(或與軌道平行)(2分);遠小于(2分)
(2)兩車從靜止開始作勻加速直線運動,且兩車的運動時間相等,據S= aT2知,S與a成正比(2分)
13.(1)2.98(3分);(2)5.0(3分)
三、本題共5小題,共42分。解答寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位。
14.(8分)解答:
兩球發(fā)生彈性碰撞,設碰后甲、乙兩球的速度分別為v1、v2,則
m1v0 = m1v1 + m2v2 2分
m1v02 = m1v12 + m2v22 2分
從兩球碰撞后到它們再次相遇,甲和乙的速度大小保持不變,由于BC=2AB,則甲和乙通過的路程之比為1:5,故碰撞后甲和乙的速度之比為,
v1:v2
= 1:5 2分
聯立解得 = 2分
15.(8分)解答:
(1)設A、B兩物塊的加速度為a1、a2,由v―t圖得
a1 = = m/s2 = m/s2 1分
a2 = = m/s2 = - m/s2 1分
分別以A、B為研究對象,摩擦力大小為f,由牛頓第二定律
F-f = ma1 1分
-f = ma2 1分
聯立解得 F = 0.8N 1分
(2)設A、B在12s內的位移分別為S1、S2,由v―t圖得
S1 = ×(4 + 8)×12m = 72m 1分
S2 = ×6×4m = 12m 1分
故S = S1-S2 = 60m 1分
16.(8分)解答:
(1)設帶電粒子射入磁場時的速度大小為v,由帶電粒子射入勻強磁場的方向和幾何關系可知,帶電粒子在磁場中做圓周運動,圓心位于坐標原點O,半徑為l。
則Bqv = m ①1分
設帶電粒子在磁場中運動時間為t1,在電場中運動的時間為t2,總時間為t。
t1 = T ②1分
T = ③1分
t2 = ④1分
聯立解得 t = 1分
(2)帶電粒子在電場中做類平拋運動,設加速度為a,則
l = at22 ⑤1分
a = ⑥1分
聯立①④⑤⑥解得 E
= 1分
17.(8分)解答:
設繩中張力為T,斜面對A的支持力為NA,A、B加速度大小為a,以A為研究對象,
由牛頓第二定律
mAgsin37° -T =ma ①2分
NA = mAgcos37°④ ②1分
以B為研究對象,由牛頓第二定律
T-mBg = mBa ③2分
聯立解得 a = 2m/s2 T
= 12N NA= 24N
以斜面體為研究對象,受力分析后,在水平方向
F = N′Asin37°-Tcos37° ④2分
NA = N′A
解得 F = 4.8N 1分
(或以整體為研究對象,由牛頓第二定律得F = mAacos37°)=4.8N,則本式給4分,①③式各給2分,共8分)
18.(10分)解答:
(1)當小物塊速度小于3m/s時,小物塊受到豎直向下的重力、垂直傳送帶向上的支持力和沿傳送帶斜向下的摩擦力作用,做勻加速直線運動,設加速度為a1,根據牛頓第二定律
mgsin30° + μmgcos30°=ma1 ①1分
解得 a1 = 7.5m/s2
當小物塊速度等于3m/s時,設小物塊對地位移為L1,用時為t1,根據勻加速直線運動規(guī)律
t1 = ②1分
L1 = ③1分
解得 t1 =
0.4s L1 = 0.6m
由于L1<L 且μ<tan30°,當小物塊速度大于3m/s時,小物塊將繼續(xù)做勻加速直線運動至B點,設加速度為a2,用時為t2,根據牛頓第二定律和勻加速直線運動規(guī)律
mgsin30°-μmgcos30°=ma2 ④1分
解得 a2
= 2.5m/s2
L-L1 = v1t2 + a2t22 ⑤1分
解得 t2 =
0.8s
故小物塊由禁止出發(fā)從A到B所用時間為 t = t1 + t2 = 1.2s 1分
(2)作v―t圖分析知:傳送帶勻速運動的速度越大,小物塊從A點到B點用時越短,當傳送帶速度等于某一值v′ 時,小物塊將從A點一直以加速度a1做勻加速直線運動到B點,所用時間最短,即
L = a1tmin2 ⑥1分
解得tmin = 1s
v′ =a1tmin =7.5m/s
此時小物塊和傳送帶之間的相對路程為 △S = v′
t-L = 3.75m
傳送帶的速度繼續(xù)增大,小物塊從A到B的時間保持不變,而小物塊和傳送帶之間的相對路程繼續(xù)增大,小物塊在傳送帶上留下的痕跡也繼續(xù)增大;當痕跡長度等于傳送帶周長時,痕跡為最長Smax,設此時傳送帶速度為v2,則
Smax = 2L + 2πR ⑦1分
Smax = v2t-L ⑧1分
聯立⑥⑦⑧解得 v2 = 12.25m/s 1分