时间:2018-10-01 01:46:45
1、选择题 在静止的车厢中,一小球被a、b两根轻质细绳拴住,其中a绳与竖直方向成α角,绳b成水平状态,已知小球的质量为m,则下列说法正确的是( )
A.绳a的拉力为mgcosα
B.绳b的拉力为mg
C.如果小车向右做匀加速直线运动,绳b的拉力有可能为零
D.如果小车向左做匀加速直线运动,绳a的拉力有可能为零
参考答案:C
本题解析:根据小球的受力情况可知:
,即
,选项A错误;绳b的拉力为Tb=mgtanα,选项B错误;如果小车向右做匀加速直线运动,当满足mgtanα=ma,即a=gtanα时绳b的拉力为零,选项C正确;因为绳a的拉力为
,与物体的加速度无关,故选项D错误;故选C.
考点:物体的平衡;牛顿第二定律
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,质量M=8.0kg、长L=2.0m的薄木板静置在水平地面上,质量m=0.50kg的小滑块(可视为质点)以速度v0=3.0m/s从木板的左端冲上木板。已知滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.20,重力加速度g取10m/s2。
(1)若木板固定,滑块将从木板的右端滑出,求:
a.滑块在木板上滑行的时间t;
b.滑块从木板右端滑出时的速度v。
(2)若水平地面光滑,且木板不固定。在小滑块冲上木板的同时,对木板施加一个水平向右的恒力F,如果要使滑块不从木板上掉下,力F应满足什么条件?(假定滑块与木板之间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)
参考答案:(1)a.
b.1m/s(2)
本题解析:(1)a.滑块在木板上做匀减速直线运动,初速度为v0=3.0m/s,位移为L=2.0m。滑块在滑行的过程中受重力、支持力、和摩擦力,其中重力=支持力。根据牛顿第二定律有,滑块加速度的大小
m/s2
设滑块在木板上滑行的时间为t,根据运动学公式有
所以
s 或
s(舍) (3分)
之所以要舍去
s,是因为如果木板足够长,当
s时,滑块就静止了。
b.
m/s (2分)
(2)①设当F=F1时,滑块恰好运动到木板的右端,然后与木板一起运动。在滑块与木板有相对滑动的这段时间内,滑块做匀减速直线运动,木板做匀加速直线运动。设这段时间为t1,滑块与木板共同运动的速度为v1,则有
,
,
所以
s,
m/s
所以
m/s2
根据牛顿第二定律有
所以
N
所以,当
N时,滑块不会从木板的右端滑出 (4分)
②当滑块与木板共速后,只要不发生相对滑动,滑块就不会从木板的左端滑出,根据牛顿第二定律:滑块与木板共同运动的加速度
,而滑块在静摩擦力的作用下,能达到的最大加速度
。因此,滑块不从木板左端滑出需满足的条件是
,即
N。 (3分)
所以滑块不从木板掉下的条件是
。
考点:考查了牛顿第二定律与运动学公式的应用
本题难度:困难
3、计算题 (10分)如图所示,水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道在B点平滑连接,AB段长x=2.5m,半圆形轨道半径R=0.9m。质量m=0.10kg的小滑块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从A点由静止开始运动,经B点时撤去力F,小滑块进入半圆形轨道,沿轨道恰好能通过最高点C,并从C点水平飞出。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)滑块落地点与B点的水平距离;
(2)滑块刚进入半圆形轨道时,在B点对轨道压力的大小;
(3)拉力F的大小。
参考答案:(1)1.8m;(2)6N;(3)0.9N。
本题解析:
试题解析:(1)由于滑块C恰好能通过C点,由牛顿第二定律可得:
mg=m
所以滑块从C点抛出的速度为v=
=3m/s;
由于滑块下落的时间t=
=0.6s;故滑块落地点与B点的水平距离x=vt=3×0.6m=1.8m;
(2)滑块从B到C,遵循机械能守恒定律,则
mvB2=
mv2+mg×2R,
滑块在B点,应用牛顿第二定律可得:FB-mg=m
联立以上两式,解之得:FB=6N,根据力的相互性,故在B点滑块对轨道压力的大小为6N。
(3)滑块在经过AB段时,根据动能定理得:Fx=
mvB2,故拉力F=0.9N。
考点:圆周运动,牛顿第二定律,机械能守恒定律。
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,大小相同的力F作用在同一个物体上,物体分别沿光滑水平面、粗糙水平面、光滑斜面、竖直方向运动一段相等的距离s,已知力F与物体的运动方向均相同。
则上述四种情景中都相同的是
A.拉力F对物体做的功
B.物体的动能增量
C.物体加速度的大小
D.物体运动的时间
参考答案:A
本题解析:根据功的定义
,这几种情况都是力的方向与位移的方向相同,也就是
等于零,因此A正确;但各种情况下,由于第二种水平面粗糙,第三种沿斜面,第四种竖直向上运动,因此运动相同的位移时第一种情况末速度最大,动能增量最大,B错误,同时第一种情况加速度最大,运动时间最短,CD都错误。
考点:功
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,AB、AC两光滑细杆组成的直角支架固定在竖直平面内,AB与水平面的夹角为30°,两细杆上分别套有带孔的a、b两小球,在细线作用下处于静止状态,细线恰好水平.某时刻剪断细线,在两球下滑到底端的过程中,下列结论中正确的是
A.a、b两球到底端时速度相同
B.a、b两球重力做功相同
C.小球a下滑的时间大于小球b下滑的时间
D.小球a受到的弹力小于小球b受到的弹力
参考答案:C
本题解析:细线剪断后,两个小球均沿光滑细杆做匀加速直线运动,加速度
。从释放点到达底端,重力做功为
,高度相等,由于不知道两个小球的质量关系,无法判断重力做功关系,选项B错。根据动能定理
,
,根据高度相等可判断a、b两球到底端时速度大小相等但方向不同,选项A错。对小球沿斜面匀加速直线运动有
,运动时间
,小球a的倾斜角度小,运动时间长,选项C对。垂直细杆的方向没有运动,受力平衡,所以
,不知道质量关系,无法判断两个小球受到的细杆弹力大小,选项D错。
考点:功能关系
本题难度:一般