河南省郑州市登封一高2017届高三(上)第一次段考物理试卷(解析版).doc
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2016-2017学年河南省郑州市登封一高高三（上）第一次段考物理试卷一、选择题（不定项选择，共48分，每题4分，全选对得4分，选对但不全得2分，多选不得分）1．以下情景中，加点的人或物体可看成质点的是（）A．研究一列火车通过长江大桥所需的时间B．计算在传送带上输送的工件数量C．研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作D．用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置2．三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点．下列说法正确的是（）A．三个质点从N点到M点的平均速度相同B．三个质点任意时刻的速度方向都相同C．三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同D．三个质点从N点到M点的位移相同3．一质点沿x轴做直线运动，其v﹣t图象如图所示．质点在t=0时位于x=5m处，开始沿x轴正向运动．当t=8s时，质点在x轴上的位置为（）A．x=3m B．x=8m C．x=9m D．x=14m4．将一物体以某一初速度竖直上抛．物体在运动过程中收到一大小不变的空气阻力作用，它从抛出点到最高点的运动时间为t1，再从最高点回到抛出点的运动时间为t2，如果没有空气阻力作用，它从抛出点到最高点所用的时间为t0．则（）A．t1＞t0，t2＜t1B．t1＜t0，t2＞t1C．t1＞t0，t2＞t1D．t1＜t0，t2＜t1 5．一辆汽车以20m/s的速度做匀速运动，某时刻关闭发动机而做匀减速运动，加速度大小为5m/s2，则它关闭发动机后通过37.5m所需的时间为（）A．3 s B．4 s C．5 s D．6 s6．以v0=20m/s的速度竖直上抛一小球，经2s以相同的初速度在同一点竖直上抛另一小球．g 取10m/s2，则两球相碰处离出发点的高度是（）A．10 m B．15 m C．20 m D．不会相碰7．一物体做直线运动，其加速度随时间变化的a﹣t图象如图所示．下列v﹣t图象中，可能正确描述此物体运动的是（）A．B．C．D．8．如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2s将熄灭，此时汽车距离停车线18m．该车加速时最大加速度大小为2m/s2，减速时最大加速度大小为5m/s2．此路段允许行驶的最大速度为12.5m/s，下列说法中正确的有（）A．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停线B．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速C．如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线D．如果距停车线5m处减速，汽车能停在停车线处9．甲乙两车在一平直道路上同向运动，其v﹣t图象如图所示，图中△OPQ和△OQT的面积分别为s1和s2（s1=s2）．初始时，甲车在乙车前方S0处．（）A．若s0=s1+s2，两车不会相遇B．若s0＜s1，两车相遇2次C．若s0=s1，两车相遇1次D．若s0=s2，两车相遇1次10．如图所示，轻质弹簧连接A、B两物体，A放在水平地面上，B的上端通过细线悬挂在天花板上；已知A的重力为8N、B的重力为6N、弹簧的弹力为4N．则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是（）A．18 N和10 N B．4 N和10 N C．12 N和2 N D．14 N和2 N 11．如图所示，物体m通过定滑轮牵引另一水平面上的物体沿斜面匀速下滑，此过程中斜面仍静止，斜面质量为M，则水平地面对斜面体（）A．无摩擦力B．有水平向右的摩擦力C．支持力为（M+m）g D．支持力大于（M+m）g12．如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，下列说法中正确的是（）A．B与水平面间的摩擦力增大B．拉B的绳子的拉力增大C．悬于墙上的绳所受拉力不变D．A、B静止时，图中α、β、θ三角始终相等二、实验题（共14分，每空2分）13．为了探求弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为______．这两根弹簧的劲度系数分别为：甲弹簧为______N/m，乙弹簧为______N/m．若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧______（填“甲”或“乙”）．14．如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示．①OD间的距离为______cm．②如图乙是根据实验数据绘出的s﹣t2图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表示______，其大小为______m/s2（保留三位有效数字）．三、计算题（本题共4小题，共38分．需写出规范的解题步骤）15．一列从车站开出的火车，在平直轨道上做匀加速直线运动，已知这列火车的长度为L，火车头经过某路标时的速度为v1，而车尾经过此路标时的速度为v2，求：（1）火车的加速度a．（2）火车中点经过此路标时的速度v．（3）整列火车通过此路标所用的时间t．16．如图所示，在倾角为θ的粗糙斜面上，一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，且μ＜tanθ，求力F的取值范围．17．质量为M、长为L的杆水平放置，杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m的小铁环．已知重力加速度为g，不计空气影响．（1）现让杆和环均静止悬挂在空中，如图甲，求绳中拉力的大小：（2）若杆与环保持相对静止，在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动，此时环恰好悬于A端的正下方，如图乙所示．①求此状态下杆的加速度大小a；②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何？18．汽车以25m/s的速度匀速直线行驶，在它后面有一辆摩托车，当两车相距1000m时，摩托车从静止起动做匀加速运动追赶汽车，摩托车的最大速度可达30m/s，若使摩托车在4min时刚好追上汽车．求：（1）摩托车做匀加速运动的加速度a．（2）摩托车追上汽车前两车相距最大距离x．2016-2017学年河南省郑州市登封一高高三（上）第一次段考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（不定项选择，共48分，每题4分，全选对得4分，选对但不全得2分，多选不得分）1．以下情景中，加点的人或物体可看成质点的是（）A．研究一列火车通过长江大桥所需的时间B．计算在传送带上输送的工件数量C．研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作D．用GPS确定打击海盗的“武汉”舰在大海中的位置【考点】质点的认识．【分析】把物体看成质点的条件：物体的大小或形状对研究的问题没有影响，或者对研究问题的影响可以忽略时，物体就可以看作质点．【解答】解：A、研究火车通过长江大桥的时间，火车的长度不能忽略，不能把火车看成质点，故A错误；B、研究的是工件的数量，与工件的大小无关，故可将工件视为质点，故B正确；C、研究航天员翟志刚在太空出舱挥动国旗的动作时，航天员的大小和形状不能忽略，不能把翟志刚看成质点，故C错误；D、用GPS确定“武汉”舰在大海中的位置时，舰的大小和形状可以忽略，可以把“武汉”舰看成质点，故D正确．故选：BD．2．三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，运动轨迹如图所示，三个质点同时从N点出发，同时到达M点．下列说法正确的是（）A．三个质点从N点到M点的平均速度相同B．三个质点任意时刻的速度方向都相同C．三个质点从N点出发到任意时刻的平均速度都相同D．三个质点从N点到M点的位移相同【考点】位移与路程．【分析】位移等于物体首末位置的距离，平均速度等于位移与时间的比值．【解答】解：A、三个质点A、B、C均由N点沿不同路径运动至M点，首末位置距离相等，知位移相等，所用时间相等，则平均速度相等．故A、D正确．B、做曲线运动某时刻的速度方向沿该点的切线方向，知质点速度方向不是任意时刻相同．故B错误．C、三个质点在任意相等时间内的位移不一定不同，则平均速度不一定相同．故C错误．故选AD．3．一质点沿x轴做直线运动，其v﹣t图象如图所示．质点在t=0时位于x=5m处，开始沿x轴正向运动．当t=8s时，质点在x轴上的位置为（）A．x=3m B．x=8m C．x=9m D．x=14m【考点】匀变速直线运动的图像．【分析】速度时间图象可读出速度的大小和方向，根据速度图象可分析物体的运动情况，确定何时物体离原点最远．图象的“面积”大小等于位移大小，图象在时间轴上方“面积”表示的位移为正，图象在时间轴下方“面积”表示的位移为负．【解答】解：图象的“面积”大小等于位移大小，图象在时间轴上方“面积”表示的位移为正，图象在时间轴下方“面积”表示的位移为负，故8s时位移为：s=，由于质点在t=0时位于x=5m处，故当t=8s时，质点在x轴上的位置为8m，故ACD错误，B正确．故选：B．4．将一物体以某一初速度竖直上抛．物体在运动过程中收到一大小不变的空气阻力作用，它从抛出点到最高点的运动时间为t1，再从最高点回到抛出点的运动时间为t2，如果没有空气阻力作用，它从抛出点到最高点所用的时间为t0．则（）A．t1＞t0，t2＜t1B．t1＜t0，t2＞t1C．t1＞t0，t2＞t1D．t1＜t0，t2＜t1【考点】牛顿第二定律；竖直上抛运动．【分析】题中描述的两种情况物体均做匀变速运动，弄清两种情况下物体加速度、上升高度等区别，然后利用匀变速运动规律求解即可．【解答】解：不计阻力时，物体做竖直上抛运动，根据其运动的公式可得：，当有阻力时，设阻力大小为f，上升时有：mg+f=ma，上升时间有阻力上升位移与下降位移大小相等，下降时有mg﹣f=ma1，，根据，可知t1＜t2故ACD错误，B正确．故选：B．5．一辆汽车以20m/s的速度做匀速运动，某时刻关闭发动机而做匀减速运动，加速度大小为5m/s2，则它关闭发动机后通过37.5m所需的时间为（）A．3 s B．4 s C．5 s D．6 s【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】根据匀变速直线运动的速度位移公式求出末速度的大小，再根据速度时间公式求出运动的时间．【解答】解：由，代入数据解得v=5m/s．根据v=v0+at得，t==3s．故A正确，B、C、D错误．故选：A．6．以v0=20m/s的速度竖直上抛一小球，经2s以相同的初速度在同一点竖直上抛另一小球．g 取10m/s2，则两球相碰处离出发点的高度是（）A．10 m B．15 m C．20 m D．不会相碰【考点】竖直上抛运动．【分析】先判断先竖直上抛的小球到达最高点用的时间t==2s，所以与另一小球相遇是在它的下落阶段，分别代入匀加速和竖直上抛运动规律即可．【解答】解：先判断先竖直上抛的小球到达最高点用的时间t==2s，所以另一小球抛出时，它恰好在最高点将要做自由落体运动．设第二个小球抛出后经ts后相遇，根据位移大小相等有：解得：t=1s故两球相碰处离出发点的高度：=20×=15m故选：B．7．一物体做直线运动，其加速度随时间变化的a﹣t图象如图所示．下列v﹣t图象中，可能正确描述此物体运动的是（）A．B．C．D．【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系．【分析】本题应根据a﹣t图象分析物体的运动情况：当加速度与速度同向时，物体做加速运动，0～1s内，物体从静止开始沿加速度方向匀加速运动，当加速度与速度反向时，物体做减速运动，若加速度一定，物体做匀变速直线运动．匀变速直线运动的v﹣t图象是一条倾斜的直线．【解答】解：在0～s内，物体沿加速度方向做匀变速运动，v﹣t图象是倾斜的直线；在～T内，加速度为0，物体做匀速直线运动或处于静止状态，v﹣t图象是平行于t轴的直线；在T～2T内，加速度反向，物体做匀变速直线运动，到2T时刻速度为零．v﹣t图象是向下倾斜的直线．故AC正确，BD错误故选：AC．8．如图所示，以8m/s匀速行驶的汽车即将通过路口，绿灯还有2s将熄灭，此时汽车距离停车线18m．该车加速时最大加速度大小为2m/s2，减速时最大加速度大小为5m/s2．此路段允许行驶的最大速度为12.5m/s，下列说法中正确的有（）A．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前汽车可能通过停线B．如果立即做匀加速运动，在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速C．如果立即做匀减速运动，在绿灯熄灭前汽车一定不能通过停车线D．如果距停车线5m处减速，汽车能停在停车线处【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】本题中汽车有两种选择方案方案一、加速通过按照AB选项提示，汽车立即以最大加速度匀加速运动，分别计算出匀加速2s的位移和速度，与实际要求相比较，得出结论；方案二、减速停止按照CD选项提示，汽车立即以最大加速度匀减速运动，分别计算出减速到停止的时间和位移，与实际要求相比较，即可得出结论；【解答】解：如果立即做匀加速直线运动，t1=2s内的位移=20m＞18m，此时汽车的速度为v1=v0+a1t1=12m/s＜12.5m/s，汽车没有超速，A项正确、B错误；如果立即做匀减速运动，速度减为零需要时间s，此过程通过的位移为=6.4m，即刹车距离为6.4m，提前18m减速，汽车不会超过停车线，如果距停车线5m处减速，则会过线，因而C项正确、D错误；故选AC．9．甲乙两车在一平直道路上同向运动，其v﹣t图象如图所示，图中△OPQ和△OQT的面积分别为s1和s2（s1=s2）．初始时，甲车在乙车前方S0处．（）A．若s0=s1+s2，两车不会相遇B．若s0＜s1，两车相遇2次C．若s0=s1，两车相遇1次D．若s0=s2，两车相遇1次【考点】匀变速直线运动的图像．【分析】此题是追及与相遇问题，解决此类问题的关键是分析清楚两物体的位移关系．两物体的位移之差等于初始时的距离是两物体相遇的条件．【解答】解：由图线可知：在T时间内，甲车前进了s2，乙车前进了s1+s2；A、若s0=s1+s2，则s0＞s1，若s0+s2＞s1+s2，即s0＞s1，两车不会相遇，故A正确；B、若s0＜s1，即s0+s2＜s1+s2，在T时刻之前，乙车会超过甲车，但甲车速度增加的快，所以甲车还会超过乙车，则两车会相遇2次，故B正确；C、若s0=s1，即s0+s2=s1+s2，两车只能相遇一次，故C正确．D、由于s1=s2．则若s0=s2，两车相遇1 次，故D正确．故选：ABCD．10．如图所示，轻质弹簧连接A、B两物体，A放在水平地面上，B的上端通过细线悬挂在天花板上；已知A的重力为8N、B的重力为6N、弹簧的弹力为4N．则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是（）A．18 N和10 N B．4 N和10 N C．12 N和2 N D．14 N和2 N【考点】物体的弹性和弹力．【分析】对A受力分析可求得A受地面的支持力，由牛顿第三定律可求得地面受到的压力；对整体受力分析可求得细线受到的拉力；因弹簧可能伸长也可能压缩，故弹力的方向有两种可能，则分情况进行计论即可得出正确结果【解答】解：A受重力，弹簧的弹力及地面的支持力而处于平衡状态；若弹力向上，则支持力F=G A﹣F1=8N﹣4N=4N，若弹力向下，而支持力F′=8N+4N=12N；对整体分析，整体受重力、拉力及地面的支持力，若支持力为4N，则拉力F2=G A+G B﹣F=10N；若支持力为12N，则拉力F2′=G A+G B﹣F′=2N；故B、C正确，A、D错误．故选：BC11．如图所示，物体m通过定滑轮牵引另一水平面上的物体沿斜面匀速下滑，此过程中斜面仍静止，斜面质量为M，则水平地面对斜面体（）A．无摩擦力B．有水平向右的摩擦力C．支持力为（M+m）g D．支持力大于（M+m）g【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【分析】选择合适的研究对象是本题的关键，因为m匀速直线运动，M静止，所以M和m 具有相同的加速度，只要两个物体的加速度一样我们就可以看做一个整体，所以选M和m 组成的整体为研究对象分析较简单．【解答】解：选M和m组成的整体为研究对象，设绳子上的拉力为T，受力分析如图：由平衡条件可以判断，M必受到沿水平面向右的摩擦力假设：斜面的倾角为θ则：N+Tsinθ=（M+m）g，所以：N小于（M+m）g，故B正确，ACD错误；故选：B．12．如图所示，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点，跨过滑轮的细绳连接物块A、B，A、B都处于静止状态，现将物块B移至C点后，A、B仍保持静止，下列说法中正确的是（）A．B与水平面间的摩擦力增大B．拉B的绳子的拉力增大C．悬于墙上的绳所受拉力不变D．A、B静止时，图中α、β、θ三角始终相等【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【分析】设滑轮位置为O′点，当把物体B移至C点后，绳子BO′与水平方向的夹角变小，对A和B分别受力分析，然后运用共点力平衡条件结合正交分解法进行分析．【解答】解：B、对物体A受力分析，受到重力和细线的拉力，根据平衡条件，拉力等于物体A的重力，当把物体B移至C点后，绳子BO′与水平方向的夹角变小，但细线的拉力不变，故B错误；A、对物体B受力分析，受重力、支持力、拉力和向后的静摩擦力，如图根据共点力平衡条件，有Tcosθ′=f由于角θ′变小，故B与水平面间的静摩擦力变大，故A正确；C、对滑轮受力分析，受重力，O′B绳子的拉力T以及悬于墙上的绳子的拉力F，由于重力和OB绳子的拉力相等且夹角变大，故其合力变小，故墙上的绳子的拉力F也变小，故C 错误；D、对滑轮受力分析，受重力，O′B绳子的拉力T以及悬于墙上的绳子的拉力F，由于重力和OB绳子的拉力相等，故合力在角平分线上，故α=β，又由于三力平衡，故O′B绳子的拉力T也沿着前面提到的角平分线，绳子拉力沿着绳子方向，故α=β=θ，故D正确；故选：AD．二、实验题（共14分，每空2分）13．为了探求弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系，李强同学选了甲、乙两根规格不同的弹簧进行测试，根据测得的数据绘出如图所示的图象，从图象上看，该同学没能完全按实验要求做，使图象上端成为曲线，图象上端成为曲线是因为弹力过大，超过弹簧弹性限度．这两根弹簧的劲度系数分别为：甲弹簧为66.7N/m，乙弹簧为200N/m．若要制作一个精确度较高的弹簧秤，应选弹簧甲（填“甲”或“乙”）．【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．【分析】根据图示图象，应用胡克定律内容、公式分析答题；用劲度系数越小的弹簧制作的弹簧测力计精度越高．【解答】解：由胡克定律可知：在弹性限度内，弹簧的弹力与行变量成正比，F﹣x图象是直线，由图示图象可知，当拉力较大时，图象向上发生弯曲，这是由于弹簧已经超过了弹簧的弹性限度造成的；有图示图象可知，弹簧的劲度系数：，；如要制作精确度比较高的弹簧秤，宜选用劲度系数比较小的弹簧，故应选用甲弹簧．故答案为：弹力过大，超过弹簧弹性限度；66.7；200；甲．14．如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示．①OD间的距离为 1.20cm．②如图乙是根据实验数据绘出的s﹣t2图线（s为各计数点至同一起点的距离），斜率表示a，其大小为0.463m/s2（保留三位有效数字）．【考点】探究小车速度随时间变化的规律．【分析】精度是1毫米刻度尺读数要估读到毫米的下一位，整数刻度用零补充位置；根据解析式讨论图象斜率的意义．【解答】解：①最小刻度是毫米的刻度尺读数要估读到最小刻度的下一位，故拿零来补充估测值位置所以OD间的距离为1.20cm．②由公式S=at2知图象的斜率表示a，即加速度的二分之一根据图象得k=0.463m/s2故答案为：①1.20．②a，0.463．三、计算题（本题共4小题，共38分．需写出规范的解题步骤）15．一列从车站开出的火车，在平直轨道上做匀加速直线运动，已知这列火车的长度为L，火车头经过某路标时的速度为v1，而车尾经过此路标时的速度为v2，求：（1）火车的加速度a．（2）火车中点经过此路标时的速度v．（3）整列火车通过此路标所用的时间t．【考点】匀变速直线运动规律的综合运用；匀变速直线运动的速度与位移的关系．【分析】（1）根据匀变速直线运动的速度位移公式求出火车的加速度．（2）根据速度位移公式，联立方程组求出火车中点经过此路标时的速度．（3）根据匀变速直线运动的平均速度推论求出整列火车通过此路标所用的时间t．【解答】解：（1）由匀加速直线运动的规律知：v22﹣v12=2al解得火车的加速度为：a=（2）前一半位移为，有：v2﹣=2a×；后一半位移为，有：﹣v2=2a×所以：v=（3）火车的平均速度为：=故所用时间为：t==．答：（1）火车的加速度a为．（2）火车中点经过此路标时的速度v为．（3）整列火车通过此路标所用的时间t为．16．如图所示，在倾角为θ的粗糙斜面上，一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为μ，且μ＜tanθ，求力F的取值范围．【考点】共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算．【分析】由于μ＜t anθ，当推力为零时，重力的下滑分量会大于最大静摩擦力，会加速下滑．用推力推住不动，推力较小时有下滑趋势，静摩擦力沿斜面向上；推力较大时有上滑趋势，静摩擦力沿斜面向下．找出即将向上滑动和即将向下滑动的两种临界情况，得出推力的范围！【解答】解：当摩擦力沿斜面向下且达到最大值时，F最大，有F1cosθ=f+mgsinθN=F1sinθ+mgcosθf=μN，得：F1=当摩擦力沿斜面向上且达到最大值时，F最小，有F2cosθ+f=mgsinθN=F2sinθ+mgcosθf=μN得：F2=所以mg≤F≤答：F的取值范围为：mg≤F≤．17．质量为M、长为L的杆水平放置，杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳，绳上套着一质量为m的小铁环．已知重力加速度为g，不计空气影响．（1）现让杆和环均静止悬挂在空中，如图甲，求绳中拉力的大小：（2）若杆与环保持相对静止，在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动，此时环恰好悬于A端的正下方，如图乙所示．①求此状态下杆的加速度大小a；②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力，方向如何？【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；牛顿第二定律．【分析】（1）以环为研究对象，环处于静止状态，合力为零，根据平衡条件求解绳中拉力的大小；（2）①以环为研究对象，由正交分解法，根据牛顿第二定律求解加速度；②对整体研究，由正交分解法，根据牛顿第二定律求解外力的大小和方向．【解答】解：（1）以环为研究对象，环处于静止状态，合力为零，分析受力如图所示，设两绳的夹角为2θ．则sinθ==，得cosθ==设绳子的拉力大小为T，由平衡条件得2Tcosθ=mg解得；（2）①对环：设绳子的拉力大小为T′，则根据牛顿第二定律得：竖直方向：T′+T′cos60°=mg水平方向：T′sin60°=ma，解得②设外力大小为F，方向与水平方向成α角斜向右上方．对整体：由牛顿第二定律得：水平方向：Fcosα=（M+m）a竖直方向：Fsinα=（M+m）g解得，，α=60°即外力方向与水平方向夹角为60°斜向右上方．答：（1）现让杆和环均静止悬挂在空中，绳中拉力的大小是；（2）①此状态下杆的加速度大小a为；②为保持这种状态需在杆上施加一个的外力为，方向与水平方向夹角为60°斜向右上方．18．汽车以25m/s的速度匀速直线行驶，在它后面有一辆摩托车，当两车相距1000m时，摩托车从静止起动做匀加速运动追赶汽车，摩托车的最大速度可达30m/s，若使摩托车在4min时刚好追上汽车．求：（1）摩托车做匀加速运动的加速度a．（2）摩托车追上汽车前两车相距最大距离x．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】（1）设摩托车在追上之前还没达到最大速度，则由位移关系可得加速度，进而判定此时是否超过最大速度，再根据位移关系列式求解；（2）速度相等时距离最大，由此可得时间，进而算出最大距离．【解答】解：（1）设摩托车在追上之前还没达到最大速度，则有：即：解得：a=0.243m/s2此时摩托车的速度为：v=at=0.243×240m/s=58.33m/s，故可知摩托车不是一直加速，设在t0时，摩托车达到最大速度，此后摩托车匀速运动，则有：其中：代入数据解得：a=2.25m/s2（2）速度相等时距离最大，即：v2=at1，解得：t1=则最大距离为：=1000+25×=1138.89m答：（1）摩托车做匀加速运动的加速度为2.25m/s2．（2）摩托车追上汽车前两车相距最大距离为1138.89m．。
