2019 -2020学年佛山市普通高中教学质量检测
高一物理试题2020 1
本试卷共6页,满分100分考试时间90分钟
注意事项:1答卷前.考生务必清楚地将自己的姓名.准考证号填写在规定的位置,将条形码粘贴在规定的位置
2选择题必须使用2B铅笔填涂:非选择题必须使用黑色墨水签字笔作答,字体工整、
笔迹清楚
3考生必须在答题卡各题目的规定答题区域内答题,超出答题区域范围书写的答案无效,在草稿纸。试题卷上答题无效
4保持答题卡清洁.完整,不得折叠严禁在答题卡上做任何标记,严禁使用涂改液和修正带
第一部分选择题(共48分)
一、单项选择韪:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小只给出的四个选项中,有一个选项符合题目要求,选对的得4分,错选、不选得分。
1.在2019年的国庆阅兵中,由20架武装直升机组成“70”字样的方阵飞过天安门广场向祖国生日献礼。下列说法中以地面为参考系的是()
A. 直升机飞行员感觉天安门城楼在往后退去
B. 直升机飞行员感觉旁边的直升机静止不动
C. 地面上的观众感觉直升机方阵在往前飞行
D. 后上方歼击机方阵飞行员感觉直升机在后退
2.北京时间2019年10月12日,在41名配速员的配合下,基普乔格以1小时59分40秒冲过终点,成为人类历史上首位跑进2小时的马拉松运动员。这个成绩意味着需要基普乔格在42.195km的马拉松中维持5.88m/s速度跑完全程,超过了常人的冲刺速度。下列相关说法中正确的是()
A. “1小时59分40秒”指的是时刻
B. “42.195km”指的是路程
C. “5.88m/s”指的是平均速度
D. “5.88m/s”指的是冲刺速度
3.晓玲同学在某次乘电梯过程中感觉到地板对自己的作用力变大了,则此时()
A. 她受的重力变大了
B. 她对电梯的压力变大了
C. 电梯一定在向上加速运动
D. 电梯可能向上减速运动
4.在某次100米赛事中用一架在赛道旁匀速运动的轨道摄像机跟踪拍摄运动员,s-t图如图所示,则下列说法正确的是()
A. t1时刻二者处在并排的位置
B. t1时刻,两者速度相等
C. 0-t1时间内,摄像机一直比运动员快
D. 摄像机做直线运动,运动员做曲线运动
5.如图,王老师背着一质量为m的单肩挎包。背带两边等长,夹角为60°.挎包保持竖直静止,不考虑人体侧面与挎包间的相互作用。则背带的拉力大小为()
6.某同学想知道一把弹簧秤内弹簧的劲度系数,他用直尺测出弹簧秤1N刻度线到3N刻度线的距离为4cm,则该弹簧的劲度系数为()
A. 25N/m
B. 50N/m
C. 0.25N/m
D. 0.5N/m
7.高空坠物的危险性极大,常导致人员伤亡的重大事件发生。2019年8月26日,作为十三届人大常委会第十二次会议议题,高空抛物正式进入民法侵权责任草案。2018年3月,东莞一名三个月大女婴在小区一楼被25楼坠下的苹果砸中,导致女婴严重的脑损伤。忽略空气阻力,每一层楼高大约为3.3米,试估算苹果砸中女婴时的速度最接近()
A. 20m/s
B. 30m/s
C. 40m/s
D. 50m/s
8.A、B两个物体从同一地点沿同一直线做匀变速直线运动,它们的v-t图象如图所示,则()
A. A、B两物体加速度相同
B. t=4s时,A、B两物体相遇
C. t=2s时,A、B两物体运动方向相反
D. 再相遇前,A、B两物体最远距离20m
二、多项选择题:车题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题结出的四个选项中-有两个或两个以上的选项符合题目要求,全选对的得4分,漏选的得2分,错选、不选得分。
9.有四个单位:m/s2、kg、N、s,下列相关说法正确的是()
A. kg属于导出单位
B. m/s2属于导出单位
C. 单位为“N”的物理量一定是矢量
D. 单位为“s”的物理量一定是矢量
10.科技不断改变着人们的生活,现在人们习惯于通过手机看视频、直播等。水平桌面上,如图为常见的一款手机支架,则手机放在支架上时()
A. 支架对手机的作用力方向竖直向上
B. 手机一定受到摩擦力的作用
C. 支架对桌面的压力大于手机的重力
D. 手机对支架的压力和支架对手机的支持力是一对平衡力
11.在一次学校的升旗仪式中,小明观察到拴在国旗上端和下端各有一根绳子,随着国旗的徐徐升起,上端的绳子与旗杆的夹角在变大,下端的绳子几乎是松弛的,如图所示。设风力水平,两绳重力忽略不计,由此可判断在国旗升起的过程中()
A. 上端的绳子的拉力先减小后增大
B. 上端的绳子的拉力在逐渐增大
C. 风力在逐渐增大
D. 风力在先减小后增大
12.传送带是日常重要的搬运物品的工具,例如机场行李的搬运。如图所示,行李箱轻放到始终保持v=0.8m/s的速度匀速运动的传送带上,行李箱与传送带之间的动摩擦因数μ=0.4,传送带足够长,g取10m/s2,则()
A. 行李箱刚放上传送带时,受到的滑动摩擦力方向水平向右
B. 行李箱一直做匀加速直线运动
C. 行李箱加速过程的时间为0.2s
D. 行李箱在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08m
第二部分选择题(共52分)
三、实验、简答和计算题:本大题共5题,共52分。
13.(6分)甲同学利用图(a)所示装置研究小车的匀变速直线运动。
(1)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图(b)所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出)。用毫米刻度尺测量,d1=3.59cm,d2=8.00cm,d3=13.19cm,d4=19.16cm,d5=25.94cm,d6=33.52cm。打点计时器在打B点时小车的速度v B=______m/s(结果保留2
位有效数字)。
(2)计算小车的加速度,甲同学利用公式:△s=aT2,推出a1= ,a2= , (5)
,然后求平均值,得a= ;但同桌乙同学持不同意见,乙同学认为应该用s n+3-s n=3aT2,得a1= ,a2= ,a3= ,再求平均值,得a=
。
上面两位同学对加速度a的算法中,______同学的算法误差更小,用该同学的算法求得小车的加速度a=______(结果保留2位有效数字)。
14.(10分)某探究小组用长木板、小车、光电门等如图甲所示的装置探究加速度与质量的关系。
(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d。光电门记录显示遮光条通过光电门所花时间为△t,则小车通过光电门时的速度v=______(用已知或测出的物理量字母
表示)。
(2)保证砝码和砝码盘的总质量m远小于小车的质量M.调节好装置,木板保持水平,将小车由静止释放,读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为△t1、△t2,测出两光电门间的距离为L,则小车的加速度a=______(用已知或测出的物理量字母表示)。
(3)为了使加速度a的测量更准确,可采取下列哪些措施______。
A.加大小车的质量M
B.适当减小遮光条的宽度d
C.适当减小砝码和砝码盘的总质量m
D.适当增大两光电门间的距离为L
(4)改变小车质量M,测出相应的加速度,并重复此步骤多次,根据实验数据描绘出来的a-图如图乙所示,图线不经过坐标原点O的原因可能是______。
15.(10分)蹦极(Bungee Jumping)是一项非常刺激的户外探险活动。蹦极者如图乙所示,从约10层楼高的地方跳下,P为某蹦极者下落的起点,a点为橡皮绳刚刚被拉直时其所处的位置,c点为第一次下落过程人能达到的最低点,b为人最后停下时所处的位置。将人视为质点,忽略空气阻力,请回答下列问题:
(1)简述该蹦极者从P点由静止下落至c点的过程中,人体受哪些力的作用,下落过程中这些力大小、方向是否发生了变化?如果变化,则是如何变化的?
(2)该蹦极者运动到何处时橡皮绳对人的拉力最大?运动到何处时速度最大?
(3)分析并判断该蹦极者从P点由静止下落至c点的过程中,速度变化的情况,并说出作出相应判断的依据。
16.一列复兴号动车组共8节车厢,总重400吨,某一次它从静止开始加速到360km/h用了400s。若把此过程看作是匀加速直线运动,g取10m/s2,求此过程中:
(1)列车的加速度大小;
(2)列车加速到360km/h的过程中走了多少公里;
(3)假设刚启动阶段列车阻力为车重的0.1倍,求此时列车的牵引力有多大。
17.汽车行驶在连续长下坡路段,由于持续刹车,容易使刹车片过热而失效,从而引发事故。为此,在连续长下坡路段右侧的适当位置,会设置紧急避险车道(如图所示),以使失控车辆能够驶离主车道,安全减速直至停止。
一辆质量为M=2m的货车上载有一个未绑定、质量为m的货物,发生故障时失去动力与刹车阻力,司机驾车冲上一个倾角为θ=37°的避险车道。已知货车在避险车道底部时速度
v0=30m/s,货车在避险车道受到地面的阻力为车与货物总重的0.8倍,sin37°=0.6,
cos37°=0.8,g取10m/s2。
(1)假设货物与货车车厢没有发生相对滑动,求货车冲上避险车道后的加速度大小;(2)在第(1)问的前提下,要使货车安全减速直至停止,紧急避险车道至少要多长?(3)如果货物与车厢底板间的动摩擦因数μ=0.75,货物与驾驶室相距L=4m,请通过计算判断货物是否会相对车厢滑动,是否会撞上驾驶室。
解析版
1. 【答案】C
【解析】
解:A、直升机飞行员感觉天安门城楼在往后退去,是选择了自己所在的直升机为参考系,故A错误;
B、直升机飞行员感觉旁边的直升机静止不动,是选择了自己所在的直升机为参考系,故B 错误;
C、地面上的观众感觉直升机方阵在往前飞行,是选择了地面为参考系,故C正确;
D、后上方歼击机方阵飞行员感觉直升机在后退,是选择了歼击机为参考系,故D错误;
故选:C。
参考系,是指研究物体运动时所选定的参照物体或彼此不作相对运动的物体系;参考系的选取是任意的,如何选择参照系,必须从具体情况来考虑,一般情况下我们以地面或地面上的物体作为参考系。
为了研究和描述物体的运动,我们引入了参考系,选择不同的参考系,同一物体相对于不同的参考系,运动状态可以不同,选取合适的参考系可以使运动的研究简单化。
2. 【答案】B
【解析】
解:A、1小时59分40秒是指时间间隔,故A错误;
B、42.195km是指轨迹的长度,为路程,故A正确;
CD、5.88m/s是路程与时间的比值,为平均速率,故CD错误;
故选:B。
时间是指时间的长度,在时间轴上对应一段距离,时刻是指时间点,在时间轴上对应的是一个点。明确质点的性质,知道物体视为质点的条件;
位移的大小等于物体初末位置间的距离,路程是运动轨迹的长度,路程与时间的比值为平均速率。
该题考查对时间与时刻、路程与位移的理解,时刻具有瞬时性的特点,是变化中的某一瞬间;时间间隔具有连续性的特点,与某一过程相对应。
3. 【答案】B
【解析】
解:A、物体的重力G=mg,与电梯的运动状态无关,故A错误;
B、地板对晓玲的作用力与晓玲对电梯的压力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,地板对自己的作用力变大了,所以她对电梯的压力变大了,故B正确;
CD、地板对自己的作用力变大,说明处于超重状态,加速度方向竖直向上,速度可能向上,做加速运动,也可能速度向下,做减速运动,故CD错误。
故选:B。
地板对自己的作用力变大,说明物体处于超重状态,加速度方向竖直向上,速度可能向上,做加速运动,也可能速度向下,做减速运动。
本题根据牛顿运动定律分析超、失重现象,每种现象对应两种运动情况:当减速上升与加速下降时,物体处于失重状态,反之,物体处于超重状态。
4. 【答案】
A
【解析】
解:A、t1时刻两图线相交,表示二者处在并排的位置,故A正确;
B、根据图象的斜率表示速度,斜率越大,速度越大,知t1时刻,运动员的速度比摄像机的大,故B错误;
C、0-t1时间内,摄像机先比运动员快,后运动员慢,故C错误;
D、s-t图象只能表示直线运动的规律,知摄像机和运动员都做直线运动,故D错误。
故选:A。
s-t图象反映了物体的位置随时间的变化情况,图象的斜率表示速度。s-t图象只能表示直线运动的规律。
本题要能根据纵坐标读出物体的位置关系,由图象的斜率分析速度关系,并分析他们的运动情况。
5. 【答案】
A
【解析】
解:以挎包为整体,肩头对挎包支持力和重力是一对平衡力,即N=mg;两背带的拉力大小相等,以挎包最高点为研究对象进行受力分析,如图所示:
两背带的拉力的合力和N等大反向,有
N=mg=2F1cos30°,解得F1=mg,故A正确,BCD错误。
故选:A。
利用整体法知,肩头对挎包支持力和重力等大方向;再以挎包最高点为研究对象进行受力分析,受到支持力和两背带的拉力,根据力的合成法可以求出背带的拉力。
本题考查了共点力的平衡条件。学知识是物理学的基础,受力分析又是力学的基础,从近几年高考出题的形式上来看,力的合成与分解问题常与日常生活实际紧密结合,突出了对于实际物理问题的模型抽象能力。
6. 【答案】
B
【解析】
解:根据胡克定律公式F=kx可知,弹簧的伸长量与所受弹力成正比,故有:
F1=kx1,
F2=kx2,
联立得到:
k=,
故ACD错误,B正确;
故选:B。
弹簧秤1N刻度线到3N刻度线的距离为4cm,说明弹簧所拉力为1N和3N时,弹簧伸长长度的改变量为4cm,根据胡克定律研究弹力的变化量与伸长量的变化量的关系,求解弹簧的劲度系数即可。
胡克定律推论:在弹性限度内,由F=kx,得F1=kx1,F2=kx2,即F2-F1=k(x2-x1),即:△F=k △x,即:弹簧弹力的变化量与弹簧形变量的变化量(即长度的变化量)成正比。
7. 【答案】
C
【解析】
解:苹果做自由落体运动,下落的高度大约为h=3.3×24m=79.2m
根据v2=2gh,解得v=,故ABD错误,C正确;
故选:C。
苹果做自由落体运动,根据速度位移公式求得击中速度,关键是抓住下落的高度。
本题主要考查了自由落体运动公式的直接应用,抓住下落的高度即可。
8. 【答案】
D
【解析】
解:A、根据速度图象的斜率表示加速度,知A、B两物体加速度大小相等,方向相反,则加速度不同,故A错误;
B、根据速度图线与坐标轴围成的面积表示位移,知在0-4s内,A通过的位移小于B通过的位移,t=0时刻两个物体在同一位置,所以,t=4s时,A、B两物体没有相遇,故B错误;
C、t=2s时,A、B两物体均沿正方向,运动方向相同,故C错误;
D、当两个物体的速度相同时相距最远,即t=4s时,A、B两物体相距最远,且最远距离等
于0-4s内两个物体位移之差,为s=m=20m,故D正确。
故选:D。
在v-t图象中,图线的斜率表示加速度,图线与坐标轴围成的面积表示位移,速度的正负表示物体的速度方向,即运动方向。根据两个物体的速度和位置关系,即可判断两者间距如何变化,确定何时相距最远。
本题关键是要知道速度时间图象的斜率表示加速度,图象与时间轴包围的面积表示位移大小,结合初始条件进行分析处理。
9. 【答案】
BC
【解析】
解:A、kg是质量的单位,是基本单位,故A错误;
B、m/s2是加速度的单位,属于导出单位,故B正确;
C、N是力的单位,力既有大小,又有方向,是矢量,所以单位为“N”的物理量一定是矢量,
故C正确;
D、s是时间、周期的单位,时间与周期都是标量,所以单位为“s”的物理量一定是标量,故D错误。
故选:BC。
国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位,而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位;
矢量是既有大小,又有方向的物理量,运算遵守平行四边形定则。而标量是只有大小没有方向的物理量。
国际单位制规定了七个基本物理量,这七个基本物理量分别是谁,它们在国际单位制分别是谁,这都是需要学生自己记住的。
10. 【答案】
AC
【解析】
解:对手机进行受力分析,受到重力、下端支架对手机的支持力、侧面对手机的支持力,如图所示:
A、支架对手机的作用力为N1、N2的合力,根据平衡条件,这个合力和重力是一对平衡力,所以支架对手机的作用力方向竖直向上,故A正确。
B、如图所示,手机不一定受到摩擦力的作用,故B错误。
C、支架对桌面的压力大小等于手机和手机架总的重力,所以支架对桌面的压力大于手机的重力,故C正确。
D、手机对支架的压力和支架对手机的支持力是一对作用力和反作用力,故D错误。
故选:AC。
对手机进行受力分析,受到重力、下端支架对手机的支持力N2、侧面对手机的支持力N1,N1、N2的合力为支架对手机的作用力,和手机的重力是一对平衡力;手机对支架的压力和支架对手机的支持力是一对作用力和反作用力。
本考点考查考生的基本功:受力分析,受力分析是处理力学问题的关键和基础,所以要熟练掌握物体受力分析的一般步骤和方法。
11. 【答案】
BC
【解析】
解:把国旗看成质点对其受力分析,受到绳子的拉力T、风力F、重力mg三个力,如图所示:根据平衡条件:
F=mgtanθ
T=
根据三角函数知识,当上端的绳子与旗杆的夹角θ变大,F增大,T增大,故BC正确,AD 错误。
故选:BC。
把国旗看成质点对其受力分析,根据平衡条件求出上端的绳子的拉力T和风力F的表达式,根据三角函数知识,θ增大,T、F增大。
本题考查了共点力的平衡条件。根据平衡条件求出T、F的表达式,再根据三角函数求出T、F随θ变化的关系是本题的关键。
12. 【答案】
ACD
【解析】
解:A、对行李箱受力分析可知,加速阶段受到的滑动摩擦力方向水平向右,故A正确;B、开始阶段由于行李箱的速度小于传送带的速度,故发生相对滑动,行李箱做加速度运动,当行李箱速度达到传送带速度时,两者一起匀速运动,故B错误;
C、根据牛顿第二定律可知,μmg=ma,解得a=μg=4m/s2,达到传送带速度所需时间
t=,故C正确;
D、在0.2s内传送运动的位移为x1=vt=0.16m,行李箱运动的位移为
,痕迹长度为△x=x1-x2=0.08m,故D正确。
故选:ACD。
行李箱在传送带上开始做初速度为零的匀加速度运动,达到传送带速度后,和传送带一起做匀速运动,根据牛顿第二定律求出行李的加速度,利用运动学公式求得位移即可。
解决本题的关键理清行李在传送带上的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解,基础题。
13. 解:(1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,
那么B点的瞬时速度v B=m/s=0.40m/s,
甲同学中有:s6、s1,乙同学中有:s1、s2、s3、s4、s5、s6,
因此选择方法乙同学更合理,这样可以减少实验的偶然误差。
根据x DG-x AD=9aT2得,加速度a=m/s2≈0.79m/s2,
故答案为:(1)0.40;(2)乙;0.79。
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点瞬时速度,
根据加速度公式a=,结合逐差法,即可求解。
本题重点考查了逐差法在研究“匀变速直线运动”中的应用,要明确逐差法的应用条件并能对其熟练应用。
14. 【解析】
解:(1)根据匀变速直线运动的规律可知,一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则小车通过光电门的速度:v=。
(2)小车通过光电门A、B的速度:,,
根据匀变速直线运动的规律可知,,
解得加速度:。
(3)A、加大小车的质量,加速度变小,加速度a的测量可能出现更大误差,故A错误;
B、适当减小遮光条的宽度d,使小车通过光电门的速度测量更加准确,加速度的测量更加准确,故B正确;
C、适当减小砝码和砝码盘的总质量m,对加速度a的测量没有影响,故C错误;
D、适当增大两光电门间的距离为L,可以减少加速度测量的偶然误差,故D正确。
故选:BD。
(4)假设没有平衡摩擦力,根据牛顿第二定律可知,F-f=Ma,解得:a=,画出
的图象,则图象与横轴存在交点,故图丙中图线不经过坐标原点0的原因是没有平衡摩擦力或是平衡不足。
故答案为:(1);(2);(3)BD;(4)没有平衡摩擦力或是平衡不
足。
(1)根据匀变速直线运动的规律可知,一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,求解小车通过光电门的速度。
(2)根据匀变速直线运动的规律,求解加速度。
(3)从减小遮光条的宽度和增大光电门间距的角度分析。
(4)假设没有平衡摩擦力,列出牛顿第二定律,分析图线不过原点的原因。
此题考查了探究加速度与物体质量、受力的关系的实验,解题的关键是掌握实验注意事项、实验数据处理分析,明确平衡摩擦力的意义。
15. 【答案】
解:(1)人体下落过程中,受到重力和橡皮绳的拉力作用,整个过程中所受的重力大小方向都不变,下落过程中橡皮绳的拉力逐渐增大,方向不变,始终向上;
(2)橡皮绳的伸长量最长时,拉力最大,故到达c点时,橡皮绳的拉力最大,在b点人处于平衡状态,此时拉力等于重力,在在下落到b的的过程中,重力大于拉力,向下做加速度运动,速度增大,在bc过程中,拉力大于重力,向下做减速运动,故在b点速度最大;(3)由P到a的过程,只受重力,人做自由落体运动,速度逐渐增大,a到c的过程中,橡皮绳的拉力增大,在到达b点之前,橡皮绳的拉力小于重力,人仍然做加速运动,经过b 点后,橡皮绳的拉力大于重力,人做减速运动;
答:(1)人受到重力和拉力,其中重力大小方向不变,拉力大小变化,方向始终向上,不变;
(2)该蹦极者运动到c处时橡皮绳对人的拉力最大,运动到b处时速度最大;
(3)由P到a的过程,只受重力,人做自由落体运动,速度逐渐增大,a到c的过程中,橡皮绳的拉力增大,在到达b点之前,橡皮绳的拉力小于重力,人仍然做加速运动,经过b 点后,橡皮绳的拉力大于重力,人做减速运动。
【解析】分析运动员下落过程中的受力情况,从而明确其运动情况,注意明确当力与运动方向相同时物体做加速运动,而力与运动方向相反时,物体做减速运动。
本题考查牛顿第二定律的应用,要注意明确力是改变物体运动状态原因,要根据受力情况来分析运动情况,注意不能认为橡皮绳一张紧人即减速或停止,而实际情况是人要先做加速度减小的加速运动,然后再做减速运动。
16. 答案】
解:(1)已知列车的末速度为 v=360km/h=100m/s,初速度为v0=0
列车匀加速过程的加速度大小为
a=m/s2=0.25m/s2。
(2)列车匀加速过程通过的距离为
s=×400m=20000m=20km
(3)列车的总质量为m=400t=4×105kg
根据牛顿第二定律得
F-f=ma
由题知 f=0.1mg
解得F=5×105N
答:
(1)列车的加速度大小是0.25m/s2;
(2)列车加速到360km/h的过程中走了20公里;
(3)假设刚启动阶段列车阻力为车重的0.1倍,此时列车的牵引力有5×105N。
【解析】
(1)已知初速度、末速度和所用时间,根据加速度的定义式求列车的加速度大小;
(2)根据平均速度与时间的乘积来求列车通过的距离;
(3)对列车,根据牛顿第二定律求牵引力的大小。
本题是牛顿第二定律和运动学公式的综合应用,关键是弄清列车的运动过程和受力情况,利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度。要知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。
17. 【答案】
解:(1)以货物与货车整体为研究对象,其受力情况如图所示,根据牛顿第二定律得:(M+m)gsinθ+0.8×(M+m)g=(M+m)a
解得a=14m/s2。
(2)货车安全减速直至停止的过程,有
0-v02=2(-a)s
解得 s=32.1m
即紧急避险车道至少要32.1m长。
(3)设货物相对车厢向前发生相对滑动,两者受力如图,由牛顿第二定律得:
对货物有mgsinθ+μmgcosθ=ma1。
对货车有Mgsinθ+0.8×(M+m)g-μmgcosθ=Ma2。
解得a1=12m/s2,a2=15m/s2。
因a2>a1,所以货物会相对车厢滑动,且货车的速度先减为零。
设刹车后货物和车厢停下运动的位移分别为s1和s2。
由v t2-v02=2as得0-v02=2a1s1
0-v02=2a2s2
解得s1=37.5m,s2=30m
得s1-s2=7.5m>L,则货物会撞到驾驶室。
答:
(1)货车冲上避险车道后的加速度大小为14m/s2;
(2)要使货车安全减速直至停止,紧急避险车道至少要32.1m长;
(3)货物会相对车厢滑动,会撞上驾驶室。
【解析】
(1)以货物与货车整体为研究对象,根据牛顿第二定律求加速度大小。
(2)根据速度位移公式求出货车安全减速直至停止通过的位移,即为紧急避险车道最小长度。
(3)假设货物相对车厢向前滑动,对两者分别运用牛顿第二定律求出加速度,再根据加速度的大小判断货物是否会相对车厢滑动。
根据刹车后货物和货车都停下时两者的相对位移与L的关系,来判断货物是否会撞上驾驶
室。
本题是有相对运动的类型,要分析清楚两个过程的受力情况,灵活运用整体法和隔离法研究加速度,根据相对位移关系来判断货物是否会撞上驾驶室。