【知识点详解】
1. 牛顿第一定律(惯性定律):物体保持匀速直线运动或静止状态的性质称为惯性。惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的速度、形状、位置或受力情况无关。选项D正确,惯性在任何情况下都存在,无论是匀速运动还是静止,或是加速运动。
2. 弹簧振子的简谐振动:弹簧被压缩后释放,储存的弹性势能转化为动能。根据胡克定律,弹簧的弹力与形变量成正比。在刚释放的瞬间,重物具有最大的初加速度,因此选项A正确,重物的加速度为12.5 m/s²。
3. 牛顿第二定律的应用:当外力恒定时,物体的加速度与合外力成正比,与质量成反比。在物体A被压缩弹簧的过程中,刚开始力的大部分用于克服弹簧的弹力,所以加速度较大;随着弹簧被压缩,弹力增大,物体的加速度逐渐减小,但速度持续增加。因此,选项B正确,速度增大,加速度减小。
4. 动量守恒定律:在无外力作用的系统中,系统的总动量保持不变。题中两个小球在光滑小车上,当车突然停止时,由于动量守恒,两球将相对运动,是否相碰取决于初始速度和质量。由于没有提供小车的运动方向,不能确定两球是否会相碰。选项C正确,不一定相碰。
5. 空气阻力与速度的关系:在自由落体过程中,空气阻力与速度的平方成正比。初速度为零时,箱子受到的空气阻力最小,随着下落速度增加,阻力增加。箱子接近地面时,空气阻力达到最大,可能等于重力,使箱子做减速运动。选项D正确,如果下落足够长,箱子内的物体可能因为阻力等于重力而“飘起来”。
6. 多力作用下的加速度变化:当一个力逐渐减小到零又增大回原值,物体的加速度会经历由零开始增大,达到最大值,然后减小回到零的过程。选项C正确,速度由零逐渐增大到某一数值。
7. 牛顿第三定律(作用力与反作用力):小车加速时,物块向左的加速度增大,对左壁的压力N1增大;同时,弹簧向右的加速度也增大,对右壁的压力N2增大。因此,N1和N2都变大,选项C正确。
8. 斜面问题与摩擦力:滑块上滑时,摩擦力方向向下,下滑时摩擦力方向向上。摩擦力大小取决于滑块与斜面间的正压力及摩擦系数,正压力在上滑和下滑过程中不同,因此摩擦力大小会改变,但方向变化。选项A正确,摩擦力大小改变,方向不变。
9. 弹性碰撞与相对运动:小球与小车相对静止时,小车向右加速,弹簧压缩,说明小球相对于小车有向左的加速度。如果小车向左加速,弹簧会被进一步压缩,所以小球相对于小车的加速度更大,向左。选项②③正确。
10. 动力学中的连接体问题:无论力作用于A还是B,两物块的加速度相同,因为它们是刚性连接的。当F作用于A时,N1=mB*a;作用于B时,N2=mA*a。因此,N1+N2=F,且N1/N2=mB/mA,选项B错误,N1+N2<F。
【实验题】未给出具体题目,无法解析,但通常涉及摩擦因数的测量,可能通过测量滑块的加速度和已知的正压力来计算动摩擦因数。实验中需注意保持滑块匀速运动,确保测量的准确性。