时间:2018-10-13 01:18:43
1、计算题 某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v-t图象,如图所示(除2s-10s时间段图象为曲线外,其余时间段图象均为直线)。已知在小车运动的过程中,2s-14s时间段内小车的功率保持不变,在14s末停止遥控而让小车自由滑行,小车的质量为1.0kg,可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。求:
(1)小车所受到的阻力大小;
(2)小车匀速行驶阶段的功率;
(3)小车在加速运动过程中位移的大小。
参考答案:(1)1.5N
(2)9W
(3)42m
本题解析:
本题难度:困难
2、计算题 如图所示,在水平地面上有一个质量为5 kg的物体,它受到与水平方向成53°角斜向上的25 N的拉力时,恰好做匀速直线运动,速度大小为5 m/s,g取10 m/s2。问:当拉力突然变为50 N时,物体的加速度为多大?此后2 s内物体的位移为多大?
参考答案:解:由题意知,物体受力如图甲所示,由平衡条件可得:?
F1cos53°=Ff1 ①
FN+F1sin53°=mg ②
Ff1=μFN ③
①②③式联立,解得:
当拉力F2=50 N时,物体受力如图乙所示,由牛顿第二定律得:
F2cos53°-Ff2=ma ④
FN"+F2Sin53°-mg=0 ⑤
Ff2=μFN" ⑥
④⑤⑥式联立,解得:
此后2 s内物体的位移
本题解析:
本题难度:困难
3、选择题 如图1所示,不计绳的质量及绳与滑轮的摩擦,物体A的质量为M,水平面光滑,当在绳端施以F=mg N的竖直向下的拉力作用时,物体A的加速度为a1,当在B端挂一质量为m kg的物体时,A的加速度为a2,则a1与a2的关系正确的是(?)
A.a1=a2
B.a1>a2
C.a1<a2
D.无法判断
参考答案:B
本题解析:第一种情况物体所受的合外力为F,由牛顿第二定律得:;
第二种情况物体A和B的加速度大小相等,方向不同,设绳子的拉力为Fo,由牛顿第二定律得:
对物体A:
对物体B:
联立两式可得:
由以上分析可得:,故B对。
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,半径为R的3/4圆周轨道固定在竖直平面内,O为圆轨道的圆心,D为圆轨道的最高点,圆轨道内壁光滑,圆轨道右侧的水平面BC与圆心等高。质量为m的小球从离B点高度为h处的A点由静止开始下落,从B点进入圆轨道,小球能通过圆轨道的最高点,并且在最高点对轨道的额压力不超过3mg。现由物理知识推知,小球下落高度h与圆轨道半径R及小球经过D点时的速度vD之间的关系为。
(1)求高度h应满足的条件;
(2)通过计算说明小球从D点飞出后能否落在水平面BC上,并求落点与B点水平距离的范围。
参考答案:(1)(2)
本题解析:(1)当小球刚好通过最高点时重力提供向心力,则应有:
解得
由题设条件可得此时对应的AB间高度h为
(2)由(1)知在最高点D速度至少为
此时飞离D后平抛,有:,
联立解得
故能落在水平面BC上。
当小球在最高点对轨道的压力为3mg时有
解得
飞离D后平抛,
联立解得
故落点与B点水平距离的范围为
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,绝缘长方体B置于水平面上,两端固定一对平行带电极板,极板间形成匀强电场E长方体B的上表面光滑,下表面与水平面的动摩擦因数μ= 0. 05(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同)B与极板的总质量mB=1.0kg。带正电的小滑块A质量mA=0.60 kg,其受到的电场力大小F=1.2 N。假设A所带的电量不影响极板间的电场分布t=0时刻,小滑块A从B表面上的a点以相对地面的速度vA=1.6m/s向左运动,同时,B(连同极板)以相对地面的速度vB= 0. 40m/s向右运动问(g取10m/s2)
(1)A和B刚开始运动时的加速度大小分别为多少?
(2)若A最远能到达b点,a、b的距离L应为多少?从t=0时刻至A运动到b点时,摩擦力对B做的功为多少?
参考答案:
解:(1)以向右运动为正方向,初始时刻。A、B受力情况如图所示,
其中F与F"互为作用力与反作用力,大小相等F=F",
B受到的摩擦力大小为ff=(mA+mB)gμ=0.8N ①
设A、B的加速度分别为aA和aB②
③
(2)由加速度和初速度的值,可以判定B的速度首先达到零
B速度为零时所用的时间④
此时B的位移⑤
t1时刻后,B物体的受力分析如图,
由于F" >f,B将向左运动
设t1时刻后B的加速度为aB" ⑥
设t时刻A和B的速度分别为vA"、vB"
vA"=-vA+aAt ⑦
vBˊ=aB"(t-t1)(t>t1) ⑧
设t2时刻A、B速度相等,联立⑦⑧,得t2=0.70s ⑨
设从t1到t2时刻B的位移⑩
A从初始时刻到t2时刻的位移
由题意L=SB +SB"-SA=0.62m
设摩擦力做的功为W
W= -(mA+mB)gμ(|SB|+|SB'|)
W= -0.072J
第2问解法2
(2)vB<vA,B物体经过速度减为零
此时B物体受到A物体对它的向左的作用力F
由于F>μ(mA+mB)g,故A物体向左运动,
由牛顿第二定律F-μ(mA+mB)g=mBaB',
得aB'=0.4m/s2,方向向右
A物体向左匀减速,B物体向左匀加速,当A、B达到共同速度时,A到达最远点b
设B物体向左运动t时间达到共同速度v,则有v=aB't=vA-aA(t十tB)
得t=0.5s,v=0.2m/s 以向左为正方向,A、B物体的v-t图像:?
由图像可知。
本题解析:
本题难度:困难