山东省菏泽市高三物理上学期期中试卷（含解析）.doc

2015-2016学年山东省菏泽市高三（上）期中物理试卷一、选择题：本题共12小题，每小题4分.在每小题给出的四个选项中.第1-6只有一项符合题目要求，第7-12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.1以下物理量中是矢量的有（）位移，路程，瞬时速度，平均速度，时间，加速度，力a只有b只有c只有d只有2下列几种情况，不可能发生的是（）a位移和加速度反向b速度和加速度反向c加速度不变，速度在变d速度不变，加速度在变3对下列现象解释正确的是（）a在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是物体运动的原因b向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小c质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量大，惯性也就大的缘故d急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒4洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图，则此时（）a衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力、向心力的作用b衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由于摩擦的作用c筒壁的弹力随筒的转速增大而增大d筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大5一物体做直线运动，其位移时间图象如图所示，设向右为正方向，则在前4s内（）a物体先向左运动，2s后开始向右运动b物体始终向右做匀速直线运动c在t=2s时物体距出发点最远d前2s物体位于出发点的左方，后2s位于出发点的右方6如图所示，a、b两物体相距s=7m，物体a以va=4m/s的速度向右匀速运动而物体b此时的速度vb=10m/s，向右做匀减速运动，加速度a=2m/s2那么物体a追上物体b所用的时间为（）a7sb8sc9sd10s7对于相互接触的两个物体之间同一接触面上的弹力和摩擦力，以下说法中正确的是（）a有弹力必有摩擦力b有摩擦力必有弹力c摩擦力的大小一定与弹力成正比d摩擦力的方向与弹力的方向垂直8互成角度（0180）的一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动（）a有可能是直线运动b有可能是曲线运动c有可能是匀速运动d一定是匀变速运动9如图甲所示，a、b两物体叠放在光滑水平面上，对物体丑施加一水平变力f，ft关系如图乙所示，两物体在变力，作用下由静止开始运动且始终保持相对静止，则（）at时刻，两物体之间的摩擦力最大bt时刻，两物体之间的速度方向开始改变ct2t时间内，两物体之间的摩擦力逐渐增大dt一2t时间内，物体a所受的摩擦力方向始终与变力f的方向相同10如图所示，物块a、b静置在水平地面上，某时刻起，对a施加一沿斜面向上的力f，力f从零开始随时间均匀增大，在这一过程中，a、b均始终保持静止，则b对a的（）a支持力不变b支持力减小c摩擦力增大d摩擦力减小11如图所示是物体做匀变速曲线运动的轨迹的示意图己知物体在b点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法中正确的是（）ac点的速率大于b点的速率ba点的加速度等于c点的加速度cc点的速率小于b点的速率d从a点到c点加速度与速度的夹角先增大后减小，速率是先减小后增大12如图所示，两个完全相同的小球a、b用轻弹簧a、b连接并悬挂在天花板上保持静止，水平力f作用在a上并缓慢拉a，当b与竖直方向夹角为60时，a、b伸长量刚好相同若a、b的劲度系数分别为k1、k2，则以下判断正确的是（）a=b=c撤去f的瞬间，a球处于失重状态d撤去f的瞬间，b球的加速度为零二、实验题（共14分）13在“验证力的平行四边形定则”实验中，将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图）实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉像皮条某同学认为在此过程中必须注意以下几项：a橡皮条弹性要好，拉力要适当大些b拉橡皮条的细绳应适当长一些，便于确定力的方向c橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上d在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行其中正确的是（填入相应的字母）14（10分）（2015秋菏泽期中）在探究物体的加速度（a）跟合外力（f）和质量（m）的关系实验中，某同学的实验方案如图甲所示，用沙桶的重力表示小车受到的合外力f（1）为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止，请问这位同学的操作是否正确？（2）为使装有细砂的小桶的总重力在数值上近似等于小车运动时的拉力，应满足的条件是桶及桶内细砂的总质量小车的质量（选填“远大于”或“小于”或“近似等于”）（3）该同学在“保持小车质量m不变，探究a与f的关系”时记录了实验数据，并将数据在坐标系中描点，作出af图象，如图乙所示；由图线求山小车的质量等于kg从理论上来看“af”图象是过原点的一条直线，本次实验得到的图线却如图乙所示，其中的原因是三、计算题（本题共3小题.共38分.解答时应该写出必要的文字说明、方程式和主要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15（12分）（2015秋菏泽期中）如图所示，一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m=2kg的物体上，另一端施一水平拉力f物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，（g=10m/s2）（1）当弹簧长度为12cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？（2）若将弹簧拉长到11cm时，物体所受到的摩擦力大小为多少？（3）若将弹簧拉长到13cm时，物体所受的摩擦力大小为多少？（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）16（12分）（2015秋菏泽期中）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g忽略手的运动半径和空气阻力求：（1）绳断时球的速度大小v1；（2）球落地时的速度大小v2；（3）绳能承受的最大拉力多大？17（14分）（2015秋菏泽期中）如图所示，长s=5m、倾斜角=37的斜面各通过一小段光滑圆弧与水平传送带和水平地面平滑连接，传送带长l=1.6m，以恒定速率v0=4m/s逆时针运行，将一质点物块轻轻地放上传送带右端a，物块滑到传送带左端b时恰好与传送带共速并沿斜面下滑，已知物块和传送带、斜面、水平地面间的动摩擦因数相同，物块最终静止在水平面上的d点，令物块在b、c处速率不变，取g=10m/s2，（sin37=0.6，cos37=0.8）求：（1）动摩擦因数的值；（2）物块滑到c点时的速度的大小；（3）物块从a到d所经历的时间2015-2016学年山东省菏泽市高三（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题：本题共12小题，每小题4分.在每小题给出的四个选项中.第1-6只有一项符合题目要求，第7-12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.1以下物理量中是矢量的有（）位移，路程，瞬时速度，平均速度，时间，加速度，力a只有b只有c只有d只有【考点】矢量和标量 【专题】定性思想；归纳法；直线运动规律专题【分析】矢量是既有大小又有方向的物理量，标量是只有大小没有方向的物理量【解答】解：矢量是既有大小又有方向的物理量，位移、瞬时速度、平均速度、加速度、力都是矢量，而标量是只有大小没有方向的物理量，路程、时间是标量，故b正确，acd错误故选：b【点评】矢量与标量明显的区别是：矢量有方向，标量没有方向，要掌握物理量的矢标性2下列几种情况，不可能发生的是（）a位移和加速度反向b速度和加速度反向c加速度不变，速度在变d速度不变，加速度在变【考点】加速度 【专题】直线运动规律专题【分析】当加速度方向与速度方向相同，做加速运动，当加速度方向与速度方向相反，做减速运动，匀加速直线运动位移的方向与加速度的方向相同，匀减速直线运动的位移与加速度方向可能相反【解答】解：a、匀减速运动时，位移在增加，位移的方向与加速度的方向相反故a正确b、减速运动时，加速度方向与速度方向相反故b正确c、匀变速直线运动，加速度不变，速度在变化故c正确d、速度不变，则加速度始终为零故d错误本题选不可能的，故选d【点评】解决本题的关键知道变速运动加速度、与速度方向、位移方向的关系3对下列现象解释正确的是（）a在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是物体运动的原因b向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小c质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量大，惯性也就大的缘故d急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒【考点】惯性 【专题】定性思想；推理法；直线运动规律专题【分析】牛顿第一定律表明物体具有保持原来速度不变的性质，即惯性，惯性的大小与物体的受力情况和运动情况均无关【解答】解：a、在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，说明拉力与摩擦力平衡，没有这个拉力，小车就会逐渐停下来，是由于受到阻力作用，故a错误；b、惯性大小的唯一量度是质量，与速度大小无关，即重物上升过程和下降过程惯性不变，故b错误；c、惯性大小的唯一量度是质量，惯性越大，运动状态越难改变，故c正确；d、急刹车时，车上的乘客由于惯性，所以都会向前倾倒，但惯性的大小与质量有关，不同的乘客质量不一定相等，故惯性不一定同样大，故d错误；故选：c【点评】本题关键抓住质量是惯性的唯一量度，质量大的物体惯性也大，与速度大小和是否受力均无关4洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图，则此时（）a衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力、向心力的作用b衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由于摩擦的作用c筒壁的弹力随筒的转速增大而增大d筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大【考点】向心力 【专题】匀速圆周运动专题【分析】衣服随脱水桶一起做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，在水平方向上的合力提供向心力，竖直方向合力为零根据牛顿第二定律进行分析【解答】解：ab、衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用，靠弹力提供向心力分析受力时，不单独分析向心力，故a、b错误cd、在竖直方向上，衣服所受的重力和摩擦力平衡，所以摩擦力不变因弹力提供向心力，由f=m2r知，当转速增大，向心力增大，则弹力f增大，故c正确，d错误故选：c【点评】解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解5一物体做直线运动，其位移时间图象如图所示，设向右为正方向，则在前4s内（）a物体先向左运动，2s后开始向右运动b物体始终向右做匀速直线运动c在t=2s时物体距出发点最远d前2s物体位于出发点的左方，后2s位于出发点的右方【考点】匀变速直线运动的图像 【专题】比较思想；图析法；运动学中的图像专题【分析】位移时间图象的斜率等于物体运动的速度，速度的正负表示速度的方向，从位移图上可以知道物体在任意时刻的速度（斜率）和位置（纵坐标）【解答】解：ab、位移时间图象的斜率等于物体运动的速度，从图中可知图象斜率始终为正，所以速度始终为正，物体始终向右做匀速直线运动，故a错误，b正确；c、在t=2s时，物体离出发点5m，t=4s末，物体离出发点10m，可知在t=2s时，物体距出发点最远，故c错误；d、纵坐标表示物体的位置，由图象可知，出发点在x=5m处，运动后物体始终在出发点的右方，故d错误故选：b【点评】位移图象的特点：位移图象的斜率等于物体的速度；位移图象的纵坐标表示物体在某时刻的位置这是我们解题的关键6如图所示，a、b两物体相距s=7m，物体a以va=4m/s的速度向右匀速运动而物体b此时的速度vb=10m/s，向右做匀减速运动，加速度a=2m/s2那么物体a追上物体b所用的时间为（）a7sb8sc9sd10s【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系 【专题】直线运动规律专题【分析】假设经过时间t，物块a追上物体b，根据位移时间公式结合几何关系列式求解即可【解答】解：物体a做匀速直线运动，位移为：xa=vat=4t物体b做匀减速直线运动减速过程的位移为：xb=vbt+=10tt2设物体b速度减为零的时间为t1，有t1=，在t1=5s的时间内，物体b的位移为xb1=25m，物体a的位移为xa1=20m，由于xb1+sxa1，故物体a未追上物体b；5s后，物体b静止不动，故物体a追上物体b的总时间为故选：b【点评】本题是追击问题，特别要注意物体b做匀减速运动，要分清是减速过程追上还是静止后被追上7对于相互接触的两个物体之间同一接触面上的弹力和摩擦力，以下说法中正确的是（）a有弹力必有摩擦力b有摩擦力必有弹力c摩擦力的大小一定与弹力成正比d摩擦力的方向与弹力的方向垂直【考点】摩擦力的判断与计算 【专题】摩擦力专题【分析】摩擦力产生的条件是接触、挤压、相对运动或有相对运动的趋势可知有摩擦力必有弹力，有弹力不一定有摩擦力，摩擦力的方向与弹力的方向相互垂直【解答】解：a、摩擦力产生的条件中，必须接触挤压，所以有摩擦力必有弹力，而有弹力不一定有摩擦力，故a错误，b正确 c、滑动摩擦力的大小与正压力成正比，静摩擦力大小与压力无关，故c错误； d、摩擦力的方向与接触面平行，而弹力的方向与接触面垂直，因此两者方向总是垂直，故d正确；故选：bd【点评】解决本题的关键知道弹力和摩擦力的产生条件，以及知道滑动摩擦力才与弹力成正比，同时理解摩擦力的方向与弹力的方向关系8互成角度（0180）的一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动（）a有可能是直线运动b有可能是曲线运动c有可能是匀速运动d一定是匀变速运动【考点】运动的合成和分解 【专题】运动的合成和分解专题【分析】当合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，合运动是 曲线运动，在同一条直线上，做直线运动【解答】解：匀速直线运动的加速度为零，匀变速直线运动有加速度，知合加速度的方向沿匀变速直线运动方向，与合速度的方向不在同一条直线上，所以合运动一定是曲线运动因为加速度不变，所以合运动是匀变速曲线运动故d正确，a、b、c错误故选：d【点评】解决本题的关键掌握物体做直线运动还是曲线运动的条件，关键看加速度的方向和速度的方向是否在同一条直线上9如图甲所示，a、b两物体叠放在光滑水平面上，对物体丑施加一水平变力f，ft关系如图乙所示，两物体在变力，作用下由静止开始运动且始终保持相对静止，则（）at时刻，两物体之间的摩擦力最大bt时刻，两物体之间的速度方向开始改变ct2t时间内，两物体之间的摩擦力逐渐增大dt一2t时间内，物体a所受的摩擦力方向始终与变力f的方向相同【考点】摩擦力的判断与计算 【专题】摩擦力专题【分析】先对整体受力分析可知整体的运动状态的变化；再对a分析可知ab间摩擦力的变化；由运动学公式可知速度的变化【解答】解：ac、对ab整体分析可知，整体水平方向只受变化的推力作用；由图象可知，合外力先向右减小，然后再向左增大；则由牛顿第二定律可知，整体的加速度先减小再增大；再对a分析可知a水平方向只受摩擦力；则由牛顿第二定律可知，摩擦力应先减小后增大；t0时刻摩擦力最小；故a错误，c正确；b、因0t0时间内物体做加速运动，t02t0物体仍沿原方向做减速运动，t0时刻物体的速度方向没有改变，故b错误；d、因两物体一直相对静止，故在运动中加速度相同，而a由摩擦力提供加速度，整体由f提供，故a受到的摩擦力一直与f同向，故d正确；故选cd【点评】本题为连接体问题，此类问题的处理方法一般要先整体再隔离，分别对整体和部分受力分析是解决问题的关键10如图所示，物块a、b静置在水平地面上，某时刻起，对a施加一沿斜面向上的力f，力f从零开始随时间均匀增大，在这一过程中，a、b均始终保持静止，则b对a的（）a支持力不变b支持力减小c摩擦力增大d摩擦力减小【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用 【专题】共点力作用下物体平衡专题【分析】以a为研究对象，分析受力情况，由平衡条件得到b对a的支持力和摩擦力与f的关系，再分析两个力的变化【解答】解：以a为研究对象，分析受力情况：重力g、力f、b对a的支持力n、摩擦力f设斜面的倾角为，由平衡条件得：垂直于斜面方向：n=mgcos，与f无关，始终不变，故a正确沿斜面方向：当重力的下滑分力大于推力时，即mgsinf时，f=mgsinf，平行斜面向上；当重力的下滑分力等于推力时，即mgsin=f时，f=mgsinf=0；当重力的下滑分力小于推力时，即mgsinf时，f=fmgsin，平行斜面向下；故b受到的摩擦力先减小为零，再反向增加，故cd错误；故选a【点评】当两物体相对静止时，当涉及物体内部间的相互作用时考虑隔离法11如图所示是物体做匀变速曲线运动的轨迹的示意图己知物体在b点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法中正确的是（）ac点的速率大于b点的速率ba点的加速度等于c点的加速度cc点的速率小于b点的速率d从a点到c点加速度与速度的夹角先增大后减小，速率是先减小后增大【考点】物体做曲线运动的条件 【专题】定性思想；推理法；物体做曲线运动条件专题【分析】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同；由牛顿第二定律可以判断加速度的方向【解答】解：a、质点做匀变速曲线运动，b到c点的加速度方向与速度方向夹角小于90，由动能定理可得，c点的速度比b点速度大，故a正确，c错误；b、质点做匀变速曲线运动，则加速度不变，所以质点经过c点时的加速度与a点相同，故b正确；d、若质点从a运动到c，质点运动到b点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则有a点速度与加速度方向夹角大于90，质点做减速运动；b、c点之间的加速度方向与速度方向夹角小于90，质点的速度增大故d正确；故选：abd【点评】本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件和匀变速曲线运动的特点，本题基本上就可以解决了12如图所示，两个完全相同的小球a、b用轻弹簧a、b连接并悬挂在天花板上保持静止，水平力f作用在a上并缓慢拉a，当b与竖直方向夹角为60时，a、b伸长量刚好相同若a、b的劲度系数分别为k1、k2，则以下判断正确的是（）a=b=c撤去f的瞬间，a球处于失重状态d撤去f的瞬间，b球的加速度为零【考点】胡克定律 【分析】先对b球受力分析，根据平衡条件求解弹簧a的拉力；再对a、b球整体受力分析，根据平衡条件求解弹簧b的拉力；最后根据胡克定律判断两个弹簧的劲度系数之比【解答】解：a、b、先对b球受力分析，受重力和拉力，根据平衡条件，有：f1=mg再对a、b球整体受力分析，受重力、拉力和弹簧的拉力，如图所示：根据平衡条件，有：f=（2mg）tan60=2；f2=4mg根据胡克定律，有：f1=k1xf2=k2x故=，故a错误，b正确；c、球a受重力、拉力和两个弹簧的拉力，撤去拉力f瞬间，其余3个力不变，合力为：f=f=（2mg）tan60=2；故加速度：a=，故c错误；d、球b受重力和拉力，撤去f的瞬间，重力和弹力都不变，故加速度仍然为零，处于平衡状态，故d正确；故选：bd【点评】整体法和隔离法的使用技巧：1、当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法2、整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法二、实验题（共14分）13在“验证力的平行四边形定则”实验中，将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套（如图）实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉像皮条某同学认为在此过程中必须注意以下几项：a橡皮条弹性要好，拉力要适当大些b拉橡皮条的细绳应适当长一些，便于确定力的方向c橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上d在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行其中正确的是bd（填入相应的字母）【考点】验证力的平行四边形定则 【专题】实验题；定性思想；推理法；平行四边形法则图解法专题【分析】实验中的操作细节和数据测量的大小要围绕减小实验误差展开，该实验的实验误差有数据的测量以及作图中的误差等【解答】解：a、实验中两弹簧弹力并非要求等大这种特殊情况，二是要求大小适当，便于作图即可，故a错误；b、拉橡皮条的细绳应适当长一些，这样可以便于确定力的方向，故b正确；c、两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定橡皮条要在两细线的夹角平分线上故c错误；d、在拉弹簧秤时必须要求弹簧秤与木板平面平行，否则会影响力的大小故d正确；故选：bd【点评】本题考查验证力的平行四边形定则的内容；只有通过具体实践，才能真正的理解具体实验操作细节的意义，因此平时同学们应该加强实验实践，而不是空洞的记忆实验14（10分）（2015秋菏泽期中）在探究物体的加速度（a）跟合外力（f）和质量（m）的关系实验中，某同学的实验方案如图甲所示，用沙桶的重力表示小车受到的合外力f（1）为消除摩擦力的影响，实验前必须平衡摩擦力某同学平衡摩擦力时是这样操作的：将小车静止地放在水平长木板上把木板不带滑轮的一端慢慢垫高，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止，请问这位同学的操作是否正确？（2）为使装有细砂的小桶的总重力在数值上近似等于小车运动时的拉力，应满足的条件是桶及桶内细砂的总质量远小于小车的质量（选填“远大于”或“小于”或“近似等于”）（3）该同学在“保持小车质量m不变，探究a与f的关系”时记录了实验数据，并将数据在坐标系中描点，作出af图象，如图乙所示；由图线求山小车的质量等于0.51kg从理论上来看“af”图象是过原点的一条直线，本次实验得到的图线却如图乙所示，其中的原因是平衡摩擦力过度【考点】测定匀变速直线运动的加速度 【专题】实验题；定性思想；推理法；牛顿运动定律综合专题【分析】（1）小车由静止下滑，说明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡过度，当小车带动纸带匀速下滑时说明平衡摩擦力；（2）通过整体法和隔离法，结合牛顿第二定律求出拉力的表达式，从而确定在什么情况下，拉力近似等于有细砂的小桶的总重力；（3）af图线的斜率表示质量的倒数，根据f=0，a不等于零，确定图线不过原点的原因【解答】解：（1）小车由静止下滑，说明重力沿斜面的分力大于摩擦力，因此平衡过度，所以该同学的操作不正确，正确的操作应该为给小车一个初速度，小车能够带动纸带匀速下滑（2）对整体分析，整体的加速度a=，隔离分析，当桶及桶内细砂的总质量m远小于小车的质量m，装有细砂的小桶的总重力在数值上近似等于小车运动时的拉力（3）在af图象中，图象斜率的倒数表示质量，则m=当f=0时，a0，可知平衡摩擦力过度故答案为：（1）错误，（2）远小于，（3）0.51，平衡摩擦力过度【点评】在“验证牛顿第二定律”的实验用控制变量法，本实验只有在满足平衡摩擦力和小车质量远大于钩码质量的双重条件下，才能用钩码重力代替小车所受的合力，同时加强基础物理知识在实验中的应用，加强解决实验问题的能力三、计算题（本题共3小题.共38分.解答时应该写出必要的文字说明、方程式和主要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）15（12分）（2015秋菏泽期中）如图所示，一质量不计的弹簧原长为10cm，一端固定于质量m=2kg的物体上，另一端施一水平拉力f物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，（g=10m/s2）（1）当弹簧长度为12cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？（2）若将弹簧拉长到11cm时，物体所受到的摩擦力大小为多少？（3）若将弹簧拉长到13cm时，物体所受的摩擦力大小为多少？（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）【考点】共点力平衡的条件及其应用；滑动摩擦力；力的合成与分解的运用 【专题】共点力作用下物体平衡专题【分析】（1）物体匀速运动时，弹簧的拉力与滑动摩擦力平衡，由平衡条件和胡克定律求出弹簧的劲度系数（2）若将弹簧拉长到11cm时，弹簧的拉力小于最大静摩擦力，物体仍静止，由平衡条件求解物体所受到的静摩擦力大小（2）若将弹簧拉长到13cm时，物体将加速前进，此时所受到的是滑动摩擦力，由平衡条件求解【解答】解：（1）物体匀速前进时，由平衡条件得：k（xx0）=mg代入解得：k=200n/m（2）若将弹簧拉长到11cm时，弹簧的拉力为：f1=k（x1x0）=200（0.110.10）n=2n最大静摩擦力可看做等于滑动摩擦力：ffm=0.2210 n=4 n可知物体没动，则所受的静摩擦力为：ff1=f1=2 n（3）若将弹簧拉长到13cm时，弹簧弹力：f2=k（x2x0）=200（0.130.10）n=6 n物体将加速前进，此时所受到的滑动摩擦力为：ff2=fn=mg=0.2210 n=4 n答：（1）当弹簧长度为12cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数0200n/m（2）若将弹簧拉长到11cm时，物体所受到的摩擦力大小为2n（3）若将弹簧拉长到13cm时，物体所受的摩擦力大小为4n【点评】对于摩擦力问题，首先要根据物体的受力情况，判断物体的状态，确定是何种摩擦力，再选择解题方法静摩擦力由平衡条件求解，而滑动摩擦力可由公式或平衡条件求解16（12分）（2015秋菏泽期中）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g忽略手的运动半径