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1、计算题 如图所示,在竖直平面内有半径为R=\"0.2\" m的光滑1/4圆弧AB,圆弧B处的切线水平,O点在B点的正下方,B点高度为h=\"0.8\" m。在B端接一长为L=\"1.0\" m的木板MN。一质量为m=\"1.0\" kg的滑块,与木板 ">
时间:2017-07-27 12:55:13
1、计算题 如图所示,在竖直平面内有半径为R=\"0.2\" m的光滑1/4圆弧AB,圆弧B处的切线水平,O点在B点的正下方,B点高度为h=\"0.8\" m。在B端接一长为L=\"1.0\" m的木板MN。一质量为m=\"1.0\" kg的滑块,与木板间的动摩擦因数为0.2,滑块以某一速度从N点滑到板上,恰好运动到A点。 (g取10 m/s2)求:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/fewpon54d1n.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
(1)滑块从N点滑到板上时初速度的速度大小;
(2)从A点滑回到圆弧的B点时对圆弧的压力;
(3)若将木板右端截去长为ΔL的一段,滑块从A端静止释放后,将滑离木板落在水平面上P点处,要使落地点P距O点最远,ΔL应为多少?
参考答案:(1)0.2;(2)30 N,方向竖直向下;(3)0.16m
本题解析:(1)由动能定理可知600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/ti1mxhglgcr.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(1分)
解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/ek2tau0tzma.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(1分)
(2)根据动能定理600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/k33uppghodj.png\" style=\"vertical-align:middle;\">? (1分)
由向心力公式可知:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/wtdjn1sere3.png\" style=\"vertical-align:middle;\">? (1分)
解得:F=\"30\" N
由牛顿第三定律知,滑块滑至B点时对圆弧的压力为30 N,方向竖直向下。 (1分)
(3)由牛顿第二定律可知:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/5o4l02vzbrr.png\" style=\"vertical-align:middle;\">? (1分)
根据平抛运动规律:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/edtrikqjz4p.png\" style=\"vertical-align:middle;\">? (1分)
由运动学公式可知:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/ka3zcdtcao3.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?,
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/i4qxtwg040a.png\" style=\"vertical-align:middle;\">? (1分)
由平抛运动规律和几何关系:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/31a3zdw3enw.png\" style=\"vertical-align:middle;\">? (1分)
解得当600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/cra4yr5womt.png\" style=\"vertical-align:middle;\">时,落地点P距O点最远。? (1分)
本题难度:一般
2、计算题 某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成,圆半径比细管的内径大得多),底端与水平地面相切。弹射装置将一个小物体(可视为质点)以Va=5m/s的水平初速度由a点弹出,从b点进入轨道,依次经过“8002”后从p点水平抛出。小物体与地面ab段间的动摩擦因数μ=0.3,不计其它机械能损失。已知ab段长L=1.5m,数字“0”的半径R=0.2m,小物体质量m=0.01kg,g=10m/s2。求:
(1)小物体从p点抛出后的水平射程。
(2)小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。 600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/0bgzqnp5mqa.gif\">
参考答案:解:(1)设小物体运动到p点时的速度大小为v,对小物体由a运动到p过程应用动能定理得600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/sxzlgh3g520.gif\">?①
小物体自P点做平抛运动,设运动时间为t,水平射程为s,则600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/f2wj2bo2viu.gif\">?②,s=vt ③
联立①②③式,代入数据解得s=0.8m ④
(2)设在数字“0”的最高点时管道对小物体的作用力大小为F,取竖直向下为正方向600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/tovlszy03zu.gif\">?⑤
联立①⑤式,代入数据解得F=0.3N ⑥,方向竖直向下
本题解析:
本题难度:困难
3、选择题 物体在水平恒力作用下,在水平面上由静止开始运动.当位移s时撤去F,物体继续前进3s后停止运动,若路面情况相同,则物体的摩擦力和最大动能是( )
A.f=
| F 3 |
| F 3 |
| F 4 |
| Fs 3 |
| F 4 |
| 3Fs 4 |
参考答案:在物体的整个运动过程中,由动能定理得:
Fs-f(s+3s)=0-0
解得:f=F4;
从物体开始运动到撤去外力的过程中,由动能定理得:
Fs-fs=Ekm-0
解得:Ekm=3Fs4;所以选项D正确,ABC错误.
故选:D.
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 (18分)如图所示,以A、B和C、D为端点的半径为R=0.6m的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,A、D之间放一水平传送带Ⅰ,B、C之间放一水平传送带Ⅱ,传送带Ⅰ以V1=6m/s的速度沿图示方向匀速运动,传送带Ⅱ以V2=8m/s的速度沿图示方向匀速运动。现将质量为m=4kg的物块从传送带Ⅰ的右端由静止放上传送带,物块运动第一次到A时恰好能沿半圆轨道滑下。物块与传送带Ⅱ间的动摩擦因数为μ2=0.125,不计物块的大小及传送带与半圆轨道间的间隙,重力加速度g=10m/s2,已知A、D端之间的距离为L=1.2m。求:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/po4dht3zogu.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
(1)物块与传送带Ⅰ间的动摩擦因数μ1;
(2)物块第1次回到D点时的速度;
(3)物块第几次回到D点时的速度达到最大,最大速度为多大?
参考答案:(1)0.25;(2)3m/s;(3)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/guvasbpn2om.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:(1)由题意可知,物块第一次到达A点时应满足:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/xnsdajmwggd.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?
解得: 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/tdhdmiw1boy.png\" style=\"vertical-align:middle;\"><V1
故物块从D到A的过程中全程加速,由动能定理得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/1e2rwxd0pgl.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
代入数据解得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/hfufdcjymd5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(5分)
(2)设物块第一次从B到C全程加速,则物块第一次由D经A、B到C的过程,由动能定理得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/hyerpeu35ko.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
代入数据解得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/gybcbw0ukyo.png\" style=\"vertical-align:middle;\"><V2
故假设成立,则物块由D出发到第一次回到D的过程,由动能定理:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/xyfqfmlar4z.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
代入数据解得: 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/4sjks4rl02s.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(5分)
(3)设每次物块在两传送带上都是全程加速,第N次到达C点时的速度恰好等于V2,600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/cce5jjnftye.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
代入数据解得:N=4.4
同理,设第n次到达D点时的速度恰好等于V1,则由动能定理得:?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/x1pzsoqntzk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
代入数据解得:? n=4<N
故物块第4次到达C点时的速度小于传送带Ⅱ的速度V2,第4次到达D点时的速度恰好等于传送带Ⅰ的速度V1。则物块第4次到达D点后,同传送带Ⅰ一起匀速运动到A点,第5次回到D点速度为VD5,由动能定理有:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/podxl3iv4uy.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
代入数据解得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/yabvabwldny.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
小物块第5次到达D点后,将沿传送带做减速运动,由于μ2<μ1,故物块在到达A点前必减速到与传送带相同的速度,以后每次到达D点的速度均为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/guvasbpn2om.png\" style=\"vertical-align:middle;\">。
综上所述,物块第5次经CD半圆形轨道到达D点时的速度达到最大,最大速度为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060506/guvasbpn2om.png\" style=\"vertical-align:middle;\">…(8分)
本题难度:一般
5、选择题 若物体在某运动过程中受到的合外力大小和方向不变(不为零),则在该运动过程中,下列说法正确的是( )
A.物体的加速度一定改变
B.物体的速度方向可能改变、也可能不改变
C.物体的动能可能总不改变
D.物体的动量一定改变
参考答案:A、根据牛顿第二定律知,合力大小和方向不变,则加速度不变.故A错误.
B、加速度不变,速度的方向可能改变,也可能不变,当加速度方向与速度在同一条直线上并且同向,速度方向不变,当加速度方向与速度方向不在同一条直线上,速度方向改变.故B正确.
C、合力方向大小都不变,合力一定做功,根据动能定理知,动能发生改变.故C错误.
D、根据动量定理知,合力的冲量不为零,则动量一定变化.故D正确.
故选BD.
本题解析:
本题难度:一般