时间:2017-09-23 23:37:13
1、计算题 如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m=1.0 kg的物体,物体与斜面间动摩擦因数μ=0.25。现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动,拉力F=10.0 N,方向平行斜面向上。经时间t=4.0 s绳子突然断了,求:
(1)绳断时物体的速度大小。
(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间。(sin37°=0.60,cos37°=0.80,g=10 m/s2)
参考答案:解:(1)物体受拉力向上加速运动过程,则有
F-mgsinθ-f=ma1
FN-mgcosθ=0
且f=μFN
由以上三式代数解得:a1=2.0 m/s2
所以t=4.0 s时物体的速度大小为v1=a1t=8.0 m/s
(2)绳断时物体距斜面底端的位移=16 m
绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,则有mgsinθ+μmgcosθ=ma2
解得a2=8.0 m/s2
物体做减速运动的时间t2=v1/a2=1.0 s
减速运动的位移s2=v1t2/2=4.0 m
此后物体将沿斜面匀加速下滑,则有mgsinθ-μmgcosθ=ma3
解得a3=4.0 m/s2
设物体由最高点到斜面底端的时间为t3,则有s1+s2=
解得t3==3.2s
所以物体返回到斜面底端的时间为t总=t2+t3=4.2 s
本题解析:
本题难度:困难
2、计算题 如图所示,水平轨道PAB与圆弧轨道BC相切于B点,其中PA段光滑,AB段粗糙,动摩擦因数μ=0.1,AB段长度L=2m,BC段光滑,半径R=lm,轻质弹簧劲度系数k=200N/m,左端固定于P点,右端处于自由状态时位于A点。现用力推质量m=2kg的小滑块,使其缓慢压缩弹簧,当推力做功W=25J时撤去推力。已知弹簧弹性势能表达式,其中,k为弹篝的劲度系数,x为弹簧的形变量,重力加速度取g=10m/s2。
(1)求推力撤去瞬间,滑块的加速度a;
(2)求滑块第一次到达圆弧轨道最低点B时对B点的压力FN;
(3)判断滑块能否越过C点,如果能,求出滑块到达C点的速度vc和滑块离开C 点再次回到C点所用时间t,如果不能,求出滑块能达到的最大高度h。
参考答案:解:(1)推力做功全部转化为弹簧的弹性势能,则有W=Ek①
则有?
得x=0.5m②
由牛顿运动定律得③
(2)设滑块到达B点时的速度为vB,由能量关系有
得④
对滑块,由牛顿定律得⑤
⑥
由牛顿第三定律可知,滑块对B点的压力为62N⑦
(3)设滑块能够到达C点,且具有速度vC,由功能关系得⑧
?代人数据解得vC=1m/s⑨
故滑块能够越过C点从滑块离开C点到再次回到C点过程中,
物体做匀变速运动,以向下为正方向,有vC=-vC十gt⑩
本题解析:
本题难度:困难
3、计算题 (12分)如图甲所示,一质量为m="1.0" kg的木块从倾角为α=37?、长度为L="3.2" m的固定粗糙斜面顶端由静止开始运动,同时木块受水平向左的风力作用,且水平风力与风速成正比,木块在斜面上下滑时的加速度a与风速v之间的关系如图乙所示。已知sin 37?=0.6,cos 37?=0.8,取重力加速度大小为g="10" m/s2,请求解:?
(1)木块与斜面间的动摩擦因数
(2)风速v="3.0" m/s时木块沿斜面下滑的时间t及木块所受水平风力F的大小。
参考答案:(1)=0.25。(2) F=2.5N
本题解析:(1)当风速为0时,物体下滑的加速度为4.0m/s2,?(1分)
由牛顿定律得物体的加速度为:?(2分)
解得:=0.25。?(1分)
(2) 由a-v图象可得:a=4-0.8v?(2分)
当v="3" m/s时,物体下滑的加速度为a=1.6m/s2?(1分)
由运动学公式得:,解得:t=2.0s?(1分)
由牛顿第二定律得:?(2分)
解得:F=2.5N?(2分)
点评:本题难度较小,对于力与运动的关系问题,可根据受力求解加速度再由牛顿第二定律求解,或现有牛顿第二定律求解加速度,再由运动学公式求解
本题难度:一般
4、选择题 如图,一光滑球靠在墙边静止,球受到的力有
[? ]
A、1个?
B、2个?
C、3个?
D、4个
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 下列关于加速度的说法,正确的是? (? )
A.物体的速度越大,加速度也就越大
B.物体的加速度为零,速度也一定为零
C.物体的加速度大小等于速度的变化量与时间的比值
D.物体的加速度的方向和速度变化的方向总是一致
参考答案:C D
本题解析:加速度表示速度变化的快慢,在数值上等于单位时间内速度的变化量,只要加速度方向与速度方向相同,速度就会增大,匀速直线运动中加速度等于零,但速度不为零,AB错;
本题难度:简单