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题型:简答题
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简答题 · 15 分

如图所示,在高出水平地面h=1.8m的光滑平台上放置一质量M=2kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度l1=0.2m且表面光滑,左段表面粗糙。在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m=1kg。B与A左段间动摩擦因数μ=0.4。开始时二者均静止,现对A施加F=20N水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走。B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2m。(取g=10m/s2)求:

(1)B离开平台时的速度vB

(2)B从开始运动到刚脱离A时,B运动的时间tB和位移xB

(3)A左端的长度l2

正确答案

见解析。

解析

(1)B离开平台做平抛运动。

竖直方向有

水平方向有

由①②式解得代入数据求得

(2)设B的加速度为aB,由牛顿第二定律和运动学知识得

联立③④⑤⑥式,代入数据解得

(3)设B刚开始运动时A的速度为,由动能定理得

设B运动时A的加速度为

由牛顿第二定律和运动学知识有

联立⑦⑧⑨⑩⑪式,代入数据解得

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用动能定理的应用功能关系
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

一长木板在水平地面上运动,在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动的速度-时间图像如图所示。己知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦.物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g=10m/S2求:

(1)物块与木板间;木板与地面间的动摩擦因数:

(2)从t=0时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小.

正确答案

见解析

解析

解析:(1)从t=0时开始,木板与物块之间的摩擦力使物块加速,使木板减速,此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止。

由图可知,在ti=0.5s时,物块和木板的速度相同,设t=0到t=ti时间间隔内,物块和木板的加速度大小分别a1和a2,则  式中v0=5m/s,v1=1m/s分别为木板在t=0、t=t1时速度的大小。

设物块和木板的质量为m,物块和木板间、木板和地面间的动摩擦因素分别为μ1和μ2,由牛顿第二定律得μ1mg=ma,(μ1+2μ2)mg=ma

综上得μ1=0.2    μ2=0.3

(2)1.125m

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用牛顿第二定律
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题型: 多选题
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多选题 · 4 分

如图所示,平直木板AB倾斜放置,板上的P点距A端较近,小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小,先让物块从A由静止开始滑到B.然后,将A着地,抬高B,使木板的倾角与前一过程相同,再让物块从B由静止开始滑到A.上述两过程相比较,下列说法中一定正确的有

A物块经过P点的动能,前一过程较小

B物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量,前一过程较少

C物块滑到底端的速度,前一过程较大

D物块从顶端滑到底端的时间,前一过程较长

正确答案

A,D

解析

加速度,开始,,所以,(下标为1表示前一过程,下标为2表示后一过程),前一过程,μ逐渐减小,a逐渐增大;后以过程,μ逐渐增大,a逐渐减小。A.,因s较小,所以,得物块经过P点的动能,前一过程较小,A正确;B.根据,因为,所以,物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦力产生的热量,前一过程较多,B错误;C. 根据,因S为全部木板长,物块滑到底端的速度,应该一样大,C错误;D.因为前一过程,加速度先小后大,后一过程,加速度先大后小,物块从顶端滑到底端的时间,前一过程较长,D正确。

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用功能关系
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

如图所示,总质量为460kg的热气球,从地面刚开始竖直上升时的加速度为0.5m/s2,当热气球上升到180m时,以5m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变,上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10m/s2 。关于热气球,下列说法正确的是

A所受浮力大小为4830N

B加速上升过程中所受空气阻力保持不变

C从地面开始上升10s后的速度大小为5m/s

D以5m/s匀速上升时所受空气阻力大小为230N

正确答案

A,D

解析

气球从地面刚开始竖直上升时空气阻力为0,根据牛顿第二定律,代入数据得,气球受浮力,空气阻力和重力的作用,浮力和重力恒定,气球的加速度发生变化,可知阻力发生变化;由于不清楚空气阻力是如何变化的,因此不清楚何时气球做匀速运动;由于气球在运动过程中加速度减小,因此,10s时,气球的速度应该还没有达到5m/s;气球匀速时,受力平衡,根据可得,此题考查学生的推理能力和分析能力。

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

在一种新的“子母球”表演中,让同一竖直线上的小球A和小球B,从距水平地面的高度为ph(p>1)和h的地方同时由静止释放,如题图所示。球A的质量为m,球B的质量为3m。设所有碰撞都是弹性碰撞,重力加速度大小为g,忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间。

(1)求球B第一次落地时球A的速度大小;

(2)若球B在第一次上升过程中就能与球A相碰,求p的取值范围;

(3)在(2)情形下,要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置,求p应满足的条件。

正确答案

(1)       

 (2)1<P<5               

(3)1<P<3

解析

(1)对B球:

对A球:vA=gt1

(2)要使B球在第一次上升过程中就能与A球相碰,

设B球反弹上升到最高点,用时为t2

则在t2时间内,sA=vAt2

sB=h=

+sA+sB=ph.

解得p=5,所以要使它们在B的第一次上升过程中相遇,则应p<5.

综上述1<p<5.

(3)要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置,需满足碰后A球反向且其速度大于碰撞前的速度,由碰撞过程动量守恒和机械能守恒,得 1<p<3.

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用弹性碰撞和非弹性碰撞
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题型:简答题
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简答题 · 16 分

质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点,现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去,物块继续滑动一段位移停在B点,A、B两点相距x=20m,物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,,求:

(1)物块在力F作用过程发生位移xl的大小:

(2)撤去力F后物块继续滑动的时间t。

正确答案

见解析

解析

解析:

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用牛顿第二定律
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题型:简答题
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简答题 · 13 分

水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮筋上有一红色标记R。在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B和R分别位于直角坐标系中的(0,2l)、(0,-l)和(0,0)点。已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动:B平行于x轴朝x轴正向匀速运动。在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(l, l)。假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B运动速度的大小。

正确答案

解析

设B车的速度大小为v.如图,标记R的时刻t通过点K(l,l),此时A、B的位置分别为H、G。由运动学公式,H的纵坐标yA,G的横坐标xB分别为1; 2

在开始运动时,R到A和B的距离之比为2:1,即OE:OF=2:1

由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R到A和B的距离之比都为2:1。

因此,在时刻t有HK:KG=2:1 3

由于,有

由345式得

                  6

                   7

联立1267式得  

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用
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题型: 单选题
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单选题 · 4 分

如图所示,将小球从地面以初速度。竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球从距地面处由静止释放,两球恰在处相遇(不计空气阻力)。则

A两球同时落地

B相遇时两球速度大小相等

C从开始运动到相遇,球动能的减少量等于球动能的增加量

D相遇后的任意时刻,重力对球做功功率和对球做功功率相等

正确答案

C

解析

相遇时满足,所以,小球落地时间,球落地时间,因此A错误;相遇时,,所以B错误;因为两球恰在处相遇,说明重力做功的数值相等,根据动能定理,球动能的减少量等于球动能的增加量,C正确;相遇后的任意时刻,球的速度始终大于球的速度,因此重力对球做功功率大于对球做功功率,D错误。

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如图,游乐场中,从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道。甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处,下列说法正确的有

A甲的切向加速度始终比乙的大

B甲、乙在同一高度的速度大小相等

C甲、乙在同一时刻总能到达同一高度

D甲比乙先到达B处

正确答案

B,D

解析

A在曲线上任取一点,作切线,设切线与水平方向成的锐角为θ,则切向力为:mgsinθ=mat,可以看出来甲的切向加速度一直减小,乙一直增大在B点 就有甲的切向加速度小于乙,当然这样地方还有很多A错

B当甲乙下降相同的高度h时,由动能定理得: 即:B对

C D 答案判定画切向速度函数图象如下

  

图一                图二               图三

图四

过程:经分析甲乙开始一段时间 切向加速度甲比乙大,切向速度存在上面3种可能,排查只有图一才合理,假设 图二成立,从0到末时刻有s>s、末时刻速度大小相同,表示下降同一高度,然后用水平线去截甲乙轨迹如图四有s<s与上面相矛盾故假设不成立,同理图三也不成立只有图一成立 即D对 C错

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

如图(a),磁铁A、B的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端,B的质量m=0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动。将B在A附近某一位置由静止释放,由于能量守恒,可通过测量B在不同位置处的速度,得到B的势能随位置x的变化规律,见图(c)中曲线I。若将导轨右端抬高,使其与水平面成一定角度(如图(b)所示),则B的总势能曲线如图(c)中II所示,将B在处由静止释放,求:(解答时必须写出必要的推断说明。取)

(1)B在运动过程中动能最大的位置;

(2)运动过程中B的最大速度和最大位移。

(3)图(c)中直线III为曲线II的渐近线,求导轨的倾角。

(4)若A、B异名磁极相对放置,导轨的倾角不变,在图(c)上画出B的总势能随x的变化曲线。

正确答案

见解析。

解析

(1)势能最小处动能最大(1分)

由图线II得

x=6.1(cm) (2分)

(在5.9 ~ 6.3cm间均视为正确)

(2)由图读得释放处势能,此即B的总能量。出于运动中总能量守恒,因此在势能最小处动能最大,由图像得最小势能为0.47J,则最大动能为

(2分)

( 在0.42 ~ 0.44J间均视为正确)

最大速度为(1分)

(在1.29~1.33 m/s间均视为正确)

x=20.0 cm处的总能量为0.90J,最大位移由E=0.90J的水平直线与曲线II的左侧交点确定,由图中读出交点位置为x=2.0cm,因此,最大位移

(2分)

(在17.9~18.1cm间均视为正确)

(3)渐近线III表示B的重力势能随位置变化关系,即

(2分)

由图读出直线斜率

(1分)间均视为正确)

(4)若异名磁极相对放置,A,B间相互作用势能为负值,总势能如图。(2分)

知识点

匀变速直线运动规律的综合运用匀变速直线运动的图像牛顿运动定律的综合应用
下一知识点 : 匀变速直线运动的公式
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