1、1第二章 相互作用时间：60 分钟 满分：100 分一、选择题(本题共 8小题，每小题 6分，共 48分，16 题为单项选择题，78 题为多项选择题)1一个木块以某一水平初速度自由滑上粗糙的水平面，在水平面上运动的 v t图象如图1所示。已知重力加速度为 g，则根据图象不能求出的物理量是( )图 1A木块的位移B木块的加速度C木块所受摩擦力D木块与桌面间的动摩擦因数解析 位移可由图象与时间轴所围的面积求出，由 v t图线的斜率可求出加速度 a，由牛顿第二定律知， a g ，故动摩擦因数 也可求出，由于不知木块的质量，故不能求出木块所受摩擦力。答案 C2(2016贵阳一测)对于如图 2所示的情境
2、，交通法规定“车让人” ，否则驾驶员将受到处罚。若以 8 m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，有行人正在过人行横道，此时汽车的前端距停车线 8 m，该车减速时的加速度大小为 5 m/s2。下列说法中正确的是( )图 2A驾驶员立即刹车制动，则至少需 2 s汽车才能停止B在距停车线 6 m处才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处C若经 0.2 s后才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处D若经 0.4 s后才开始刹车制动，汽车前端恰能止于停车线处2解析 汽车的初速度为 v08 m/s，刹车时最大加速度为 a5 m/s2，由匀变速直线运动规律可知，汽车停车时间最短为 t 1.6 s，A 项错；由速
3、度与位移关系可知，汽v0a车的刹车距离 s 6.4 m，B 项错；要使汽车停止时前端刚好在停车线处，汽车匀速运动距离为 s(86.4) m1.6 m，所以汽车匀速运动时间 t 0.2 s，Csv0项正确，D 项错。答案 C3(2016昆明质检)如图 3所示，小球 1由两根轻绳 AC和 AD拴住，轻绳 AD水平。竖直轻绳 AB将小球 2悬挂于小球 1的下端。现用一个水平向右的力 F拉动小球 2，使其由位置 B缓慢移动到位置 B，小球 1始终保持静止，此过程中三根轻绳的张力TAB、 TAC、 TAD的变化情况是( )图 3A TAB和 TAD都变大， TAC变小B TAB变大， TAD变小， TA
4、C变小C TAB和 TAD都变大， TAC不变D TAB变小， TAD变大， TAC不变解析 以小球 2为研究对象进行受力分析，由分解法作图，如图甲所示。由图可以看出，当将小球 2缓缓拉到图中虚线位置的过程中，绳子与竖直方向的夹角逐惭变大，绳子的拉力大小对应图中 a、 b、 c三个位置所示大小，即 TAB逐渐变大， F逐渐变大；再以小球 1、小球 2整体为研究对象进行受力分析，如图乙所示，设 AC绳与水平方向夹角为 ，则竖直方向有： TACsin 2 mg，则有 TAC大小不变；水平方向： TAD TACcos F， TACcos 不变，而 F逐渐变大，故 TAD逐渐变大，C 项正确。答案 C
5、34.如图 4所示，将一质量为 m的小球以一定的初速度自 O点水平向右抛出，小球在运动过程中恰好通过 A点， OA与竖直方向夹角为 53，已知 sin 370.6，cos 370.8，则小球抛出时的动能与到达 A点时动能的比值为( )图 4A. B. C. D.43 34 134 413解析 小球做平抛运动，则 v0t gt2tan 53， vy gt， v v v ，可得12 2A 20 2y ，选项 D正确。413答案 D5如图 5所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带
6、顶端。下列说法正确的是( )图 5A第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量C第一阶段物体和传送带间因摩擦产生的热量等于第一阶段物体机械能的增加量D物体从底端到顶端全过程机械能的增加量等于全过程物体与传送带间因摩擦产生的热量解析 第一阶段滑动摩擦力对物体做正功，第二阶段静摩擦力对物体也做正功，A 项错误；摩擦力做的功等于物体机械能的增加量，B 项错误；第一阶段物体的平均速度是传送带速度的一半，因此物体运动的位移 s1恰好等于物体和传送带间相对移动的距离 d。所以因摩擦产生的热量 Q fd fx1，等于物体机械能的增加量而不是
7、动能的增加量，C项正确；第二阶段静摩擦力做正功，物体机械能增加，物体与传送带间没有产生热量，D项错误。4答案 C6(2015江苏单科，3)过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。 “51peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为 4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的 ，该中心恒星与太阳120的质量比约为( )A. B1 C5 D10110解析 根据万有引力提供向心力，有 G m r，可得 M ，所以恒星质量与Mmr2 4 2T2 4 2r3GT2太阳质量之比为 ( )3( )21，故选项 B正确。M恒M太 120 3
8、654答案 B7(2016沈阳质量监测)如图 6所示，两物体 A、 B用轻质弹簧相连静止在光滑水平面上，现同时对 A、 B两物体施加等大反向的水平恒力 F1、 F2，使 A、 B同时由静止开始运动。在以后的运动过程中，关于 A、 B两物体与弹簧组成的系统，下列说法正确的是(整个过程中弹簧不超过其弹性限度)( )图 6A由于 F1、 F2所做的总功为零，所以系统的机械能始终不变B当 A、 B两物体之间的距离减小时，系统的机械能减小C当弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大D当弹簧弹力的大小与 F1、 F2的大小相等时， A、 B两物体速度为零解析 从开始状态到弹簧拉到最长过程中，两拉力方向与其受力物
9、体位移方向均相同，做正功，由功能关系可知，系统机械能增大，A 项错误；当两物体之间距离减小即A、 B相向运动，力 F1和 F2做负功，系统机械能减小，B 项正确；当弹簧伸长到最长时，力 F1和 F2做正功最多，故系统机械能最大，C 项正确；分别对 A、 B应用动能定理，从开始到弹力与外力相等时，合外力分别对 A、 B做正功，两物体动能增加，速度一定大于零，D 项错误。答案 BC8(2016前黄中学)如图 7所示为汽车的加速度和车速倒数 的关系图象。若汽车质量为1v2103 kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为 30 m/s，5则( )图 7A汽车所受阻力为 2103
10、NB汽车在车速为 15 m/s时，功率为 6104 WC汽车匀加速的加速度为 3 m/s2D汽车匀加速所需时间为 5 s解析 设汽车所受阻力大小为 f，由汽车的加速度和车速倒数 的关系图象可知，汽车1v从静止开始先做匀加速运动，加速度 a2 m/s2，直到速度达到 v110 m/s，则匀加速阶段所用时间为 t 5 s，此时汽车的牵引力功率达到最大，即 Pm( f ma)v1；接v1a下来做加速度逐渐减小的变加速运动，汽车的牵引力功率保持不变，当速度达到v230 m/s时，加速度为零，此时 Pm fv2，则解得 f210 3 N， Pm610 4 W，当汽车在车速为 15 m/s时，功率为 61
11、04 W，所以正确选项为 A、B、D。答案 ABD二、非选择题(共 4小题，共 52分)9(10 分)(2016江西南昌一模)某物理实验小组在探究弹簧的劲度系数 k与其原长 l0的关系实验中，按示意图 8所示安装好实验装置，让刻度尺零刻度与轻质弹簧上端平齐，在弹簧上安装可移动的轻质指针 P，实验时的主要步骤是：图 8将指针 P移到刻度尺 l015.00 cm 处，在弹簧挂钩上挂上 200 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；取下钩码，将指针 P移到刻度尺 l0210.00 cm 处，在弹簧挂钩上挂上 250 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；6取下钩码，将指针 P移到刻度尺
12、l0315.00 cm 处，在弹簧挂钩上挂上 50 g的钩码，静止时读出指针所指刻度并记录下来；重复步骤，在每次重复时，都将指针 P下移 5.00 cm，同时保持挂钩上挂的钩码质量不变。 将实验所得数据记录、列表如下： 次数 弹簧原长 l0x/cm 弹簧长度 lx/cm 钩码质量 mx/g1 5.00 7.23 2002 10.00 15.56 2503 15.00 16.67 504 20.00 22.23 505 25.00 30.56 50根据实验步骤和列表数据，回答下列问题：(1)重力加速度 g取 10 m/s2。在实验步骤中，弹簧的原长为 15.00 cm时，其劲度系数为_N/m。(
13、2)同一根弹簧的原长越长，弹簧的劲度系数_(弹簧处在弹性限度内)。A不变 B越大 C越小解析 (1)弹簧的原长为 l0315.00 cm时，挂钩上钩码的质量为 m350 g，所受拉力F3 m3g0.5 N，弹簧长度 l316.67 cm，弹簧伸长 x3 l3 l031.67 cm。根据胡克定律， F3 k3 x3，解得 k330 N/m。(2)弹簧的原长为 l0525.00 cm时，挂钩上钩码的质量为 m550 g，所受拉力F5 m5g0.5 N，弹簧长度 l530.56 cm，弹簧伸长 x5 l5 l055.56 cm。根据胡克定律， F5 k5 x5，解得 k59 N/m。由此可知，同一根
14、弹簧的原长越长，弹簧的劲度系数越小，选项 C正确。答案 (1)30 (2)C10(10 分)(2016河北石家庄质量检测)某实验小组用如图 9甲所示装置测量木板对木块的摩擦力所做的功。实验时，木块在重物牵引下向右运动，重物落地后，木块继续向右做匀减速运动图乙是重物落地后打点计时器打出的纸带，纸带上的小黑点是计数点，相邻的两计数点之间还有 4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示。已知打点计时器所用交流电的频率为 50 Hz。7图 9(1)可以判断纸带的_(填“左端”或“右端”)与木块连接。根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下 A点、 B点时木块的速度 vA、 vB，其中vA_m/s
15、。(结果保留两位有效数字)(2)要测量在 AB段木板对木块的摩擦力所做的功 WAB，还应测量的物理量是_。A木板的长度 l B木块的质量 m1C木板的质量 m2 D重物的质量 m3E木块运动的时间 t F AB段的距离 xAB(3)在 AB段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式为 WAB_。(用 vA、 vB和第(2)问中测得的物理量的字母表示)答案 (1)右端 0.72 (2)B (3) m1(v v )12 2A 2B11(16 分)如图 10所示，在高出水平地面 h1.8 m的光滑平台上放置一质量 M2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板 A，其右段长度 l10.2 m 且表面光滑，左段
16、表面粗糙。在 A板最右端放有可视为质点的物块 B，其质量 m1 kg， B与 A左段间动摩擦因数 0.4。开始时二者均静止，现对 A施加 F20 N水平向右的恒力，待 B脱离 A(A尚未露出平台)后，将 A取走。 B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离 x1.2 m。(取 g10 m/s 2)求：图 10(1)B离开平台时的速度 vB；(2)B从开始运动到刚脱离 A时， B运动的时间 tB和位移 xB；8(3)A左段的长度 l2。解析 (1)设物块 B做平抛运动的时间为 t，由平抛运动的规律得h gt212x vBt联立式，代入数据解得 vB2 m/s。(2)设 B在 A上运动的加速度为
17、aB，由牛顿第二定律和运动学公式得mg maBvB aBtBxB aBt 12 2B联立式，代入数据解得tB0.5 sxB0.5 m。(3)设 B刚开始运动时 A的速度为 vA，由动能定理得Fl1 Mv 12 2A设 B运动后 A的加速度为 aA，由牛顿第二定律和运动学公式得F mg MaAl2 xB vAtB aAt 12 2B联立式，代入数据解得 l21.5 m。答案 (1)2 m/s (2)0.5 s 0.5 m(3)1.5 m12(16 分)如图 11，光滑半圆弧轨道半径为 r， OA为水平半径， BC为竖直直径。水平轨道 CM与圆弧轨道在 C点相切，轨道上有一轻弹簧，一端固定在竖直墙
18、上，另一端恰位于轨道的末端 C点(此时弹簧处于自然状态)。一质量为 m的小物块自 A处以竖直向下的初速度 v0 滑下，到 C点后压缩弹簧进入水平轨道，被弹簧反弹后恰能通过 B点。9gr重力加速度为 g，求：9图 11(1)物块通过 B点时的速度大小；(2)物块离开弹簧刚进入半圆轨道 C点时对轨道的压力大小；(3)弹簧的最大弹性势能。解析 (1)物块恰能通过 B点，即物块通过 B点时对轨道的压力为零，有mg m解得 vB gr(2)物块由 C到 B机械能守恒，有mv mg2r mv12 2C 12 2B设物块在 C点受到的支持力大小为 FN，则有FN mg m联立解得 FN6 mg由牛顿第三定律可知物块对轨道的压力大小为FN FN6 mg(3)物块从 A点到弹簧压缩到最短的过程中，根据能量守恒，有 mv mgr Wf Ep12 20物块从弹簧最短到 B点过程中，根据能量守恒有Ep Wf2 mgr mv12 2B解得 Ep4 mgr答案 (1) (2)6 mg (3)4 mgrgr
