时间:2017-08-07 15:31:13
1、计算题 如图所示,光滑水平面上固定一倾斜角为37?的粗糙斜面,紧靠斜面底端有一质量为4kg的木板,木板与斜面底端之间通过微小弧形轨道相接,以保证滑块从斜面滑到木板的速度大小不变。质量为2kg的滑块从斜面上高h=5m处由静止滑下,到达倾斜底端的速度为v0=6m/s,并以此速度滑上木板左端,最终滑块没有从木板上滑下。已知滑块与木板间的动摩擦因数μ2=0.2,取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8。求:
(1)斜面与滑块间的动摩擦因数μ1;
(2)滑块从滑上木板到与木板速度相同经历的时间;
(3)木板的最短长度。
参考答案:(1);(2)
;(3)
。
本题解析:(1)滑块从斜面顶端到低端做云减速运动,由动能定理得:
斜面与滑块间的动摩擦因数
(2)滑块滑上木板,滑块在摩擦力的做匀减速运动,木板在摩擦力的作用下从静止开始做匀加速运动,二者有共同速度后,以共同速度做匀速运动。
根据动量守恒定律
解得二者的共同速度
对滑块:由牛顿第二定律,滑块减速的加速度
由,减速时间
,即滑块从滑上木板到与木板速度相同经历的时间为2s。
(3)匀变速运动的位移
对滑块,减速过程发生的位移
对木板,加速过程发生的位移
木板的最短长度,二者有共同速度时,滑块恰好运动到木板的右端,由位置关系可知:滑块发生的位移减去木板发生的位移等于木板的长度,即故木板的最小长度:
考点:动能定理,动量守恒定律,牛顿第二定律,匀变速直线运动的规律。
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,弹簧p和细绳q的上端固定在天花板上,下端用小钩勾住质量为m的小球C,弹簧、细绳和小钩的质量均忽略不计。静止时p、q与竖直方向的夹角均为60º。下列判断正确的有( )
A.若p和球突然脱钩,则脱钩后瞬间q对球的拉力大小为mg
B.若p和球突然脱钩,则脱钩后瞬间球的加速度大小为
C.若q和球突然脱钩,则脱钩后瞬间p对球的拉力大小为
D.若q和球突然脱钩,则脱钩后瞬间球的加速度大小为g
参考答案:D
本题解析:如图1所示,原来p、q对球的拉力大小均为mg,当p和球脱钩后,球将开始沿圆弧运动,将q受的力沿法向和切线正交分解(见图2),得F-mgcos60°=
,而v=0,则F=
,沿切线方向的合力为mgsin60°=ma,则
A、B选项均错误;q和球突然脱钩后瞬间,p的拉力未来得及改变,仍为mg,因此合力为mg(见图3),球的加速度为大小为g.故C错误,D正确。
考点:牛顿第二定律
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,质量为m的滑块在水平面上撞向弹簧,当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到零,然后弹簧又将滑块向右推开。已知弹簧的劲度系数为k,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,整个过程弹簧未超过弹性限度。则在滑块向左运动过程中,下列判断正确的是
A.滑块始终做加速运动
B.滑块始终做减速运动
C.当弹簧形变量时,物体的加速度大小为2μg
D.滑块与弹簧接触过程中最大加速度为
参考答案:BCD
本题解析:在滑块向左运动过程中,弹力和摩擦力都向右,故滑块始终做减速运动,选项B正确,A错误;当弹簧形变量时,由牛顿第二定律:
,解得a=2μg,选项C正确;滑块与弹簧接触过程中,弹簧的压缩量为x0时,加速度最大,则
,则最大加速度为
,选项D正确;故选BCD。
考点:牛顿第二定律的应用;胡克定律.
本题难度:一般
4、选择题 如图(a)所示,用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图象如图 (b)所示,若重力加速度g取10m/s2.请根据图(b)中所提供的信息能计算出:( )
A.加速度从2m/s2增加到6m/s2的过程中物体的速度变化
B.加速度为6m/s2时物体的速度
C.斜面的倾角
D.物体的质量
参考答案:CD
本题解析:对物体受力分析,受推力、重力、支持力,如图
x方向:Fcosθ-mgsinθ="ma" ①
y方向:N-Fsinθ-Gcosθ="0" ②
从图象中取两个点(20N,2m/s2),(30N,6m/s2)代入①式解得
m=2kg,θ=37°;所以物体的重力G=20N,斜面的倾角为θ=37°.故CD正确.
题中并未说明力F随时间变化的情况,故无法求出加速度为6m/s2时物体的速度大小.因为物体做变加速运动,无法求出加速度从2m/s2增加到6m/s2的过程中物体的速度变化.故AB错误.故选CD.
考点:牛顿定律的应用.
本题难度:困难
5、选择题 如图所示,质量均为m的A.B两球由轻质弹簧相连,在恒力F作用下,以大小为a的加速度竖直向上做匀加速运动,突然撤除恒力瞬间,A.B的加速度大小分别为( )
A.aA =aB=a
B.aA =2g+a,aB=a
C.aA =aB=g
D.aA=2g+a,aB=0
参考答案:B
本题解析:根据题意知,以AB整体为研究对象有:可得:恒力
,再以A为研究对象,得
,解得:
,F撤去瞬间,F消失,弹簧弹力瞬间保持不变,故以A为研究对象:
,根据牛顿第二定律知,此时A的加速度
,对B而言,在F撤去瞬间,由于弹簧弹力保持不变,故B的受力瞬间没有发生变化,即此时B的加速度
.所以B正确
考点:考查了牛顿第二定律的瞬时性
本题难度:一般