题目内容

选做题
A、2009年入冬以来我市多次降雪,雪后两位同学在雪地做拉雪橇的游戏.如图所示,在水平雪地上,质量为M=35kg的小红,坐在质量为m=5kg的雪橇上,小莉用与水平方向成37°斜向上的拉力拉雪橇,拉力大小为F=100N,雪橇与地面间的动摩擦因数为μ=0.2,(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)雪橇对地面的压力大小;
(2)雪橇运动的加速度大小;
B、风洞实验室中可以产生水平方向的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径.如图所示.
①当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上匀速运动.这时小球所受风力为小球重力的0.5倍,试求小球与杆间的滑动摩擦因数;
②保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需的时间为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2
分析:A、(1)对雪橇受力分析,竖直方向上根据物体平衡条件列方程可以求得;
   (2)由牛顿第二定律,可以求得物体的加速度的大小.
B、①小球在杆上匀速运动,说明受力平衡,根据平衡的条件可以求出滑动摩擦因数;
   ②对小球受力分析,由牛顿第二定律列方程,可以求出小球的加速度的大小,再由位移公式可以求得运动的时间.
解答:A:解:选小红和雪橇整体为研究对象,其受力如图所示.
(1)在y轴上由物体平衡条件得:
  FN+Fsinθ=(M+m)g       
解得:FN=(M+m)g-Fsinθ=340N,
由牛顿第三定律知雪橇对地面压力大小为:
  FN′=FN=340N,
(2)在x轴上由牛顿第二定律得:
  Fcosθ-Ff=(M+m)a    
又由:Ff=μFN
解得:a=0.3m/s2
答:(1)雪橇对地面的压力大小为340N;
    (2)雪橇运动的加速度大小为0.3m/s2
B:解:①设小球受的风力为F,小球的质量为m,因小球做匀速运动,
则F=μmg,F=0.5mg,所以μ=0.5.
②对小球受力分析如图所示,
由牛顿第二定律,得
N+Fsinθ=mgcosθ   
Fcosθ+mgsinθ-f=ma   
又f=μN  
联立以上三式可得a=0.75g
由s=
1
2
at2,并代入数值,得  t=
8s
3g

答:①小球与杆间的滑动摩擦因数为0.5;
    ②小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需的时间为
8s
3g
点评:A、牛顿第二定律的直接应用,对物体受力分析后,列方程即可求出,比较简单.
B、根据小球的平衡条件求出风力的大小,当风力改变方向后,小球的受力变化,由牛顿第二定律和位移公式即可求出.
练习册系列答案
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选做题  
A.(选修模块3-3)

(1)下列说法中正确的是
AC
AC

A.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
B.分子间的距离r增大,分子间的作用力做负功,分子势能增大
C.气体自发地扩散运动总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行
D.悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,布朗运动越明显
(2)一密闭气体膨胀对外做功150J,同时从外界吸热250J,它的内能变化为
100
100
J.
(3)如图所示,一定质量的理想气体被活塞密封在一绝热容器中,活塞与容器壁无摩擦.当温度为T1时,气体压强为P1,体积为V1;若温度升高到T2,气体压强变为P2,气体的体积变为V2,则P2
=
=
P1,V2
V1(填“>”、“=”或“<”);若在活塞上放置一定质量的重物,稳定后气体的压强变为P3,温度变为T3,则P3
P1,T3
T1(填“>”、“=”或“<”).
B.(选修模块3-4)
(1)香港中文大学第三任校长高锟荣获了2009年诺贝尔物理学奖.诺贝尔奖委员会高度评价了高锟的贡献,评委会指出:高锟1966年发现如何通过光学玻璃纤维远距离传输光信号的工作,成为今日电话和高速互联网等现代通信网络运行的基石.下列关于“光纤”及原理的说法中,正确的是
AD
AD

A.光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点
B.光纤通信、全息照相、数码相机及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
C.实用光导纤维是由内芯和外套两层组成.内芯的折射率比外套的小,光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射
D.当今,在信号的传输领域中,光纤电缆(“光缆”)已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”,成为传播信息的主要工具,是互联网的骨架,并已连接到普通社区.
(2)如图所示,一弹簧振子在MN间沿光滑水平杆做简谐运动,坐标原点O为平衡位置,MN=8cm.从小球经过图中N点时开始计时,到第一次经过O点的时间为0.2s,则小球的振动周期为
0.8
0.8
s,振动方程的表达式为x=
4cos
2
t
4cos
2
t
cm;
(3)下列说法中正确的是
D
D

A.雷达是利用声波的反射来测定物体的位置
B.调谐是电磁波发射的过程,调制是电磁波接收的过程
C.在双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则相邻干涉条纹间距变窄
D.考虑相对论效应,一沿自身长度方向高速运动的杆长总比静止时的杆变短.

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