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题型:简答题
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简答题

如图所示,一条轨道固定在竖直平面内,粗糙的ab段水平,bcde段光滑,cde段是以O为圆心、R为半径的一小段圆弧.可视为质点的物块A和B紧靠在一起,静止于b处,B的质量是A的2倍.两物体在足够大的内力作用下突然分离,分别向左、右始终沿轨道运动.B到d点时速度沿水平方向,此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的一半,A与ab段的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,求:

(1)物块B在d点的速度大小;

(2)物块A滑行的距离.

正确答案

解:(1)设物块A的质量为mA,B的质量为mB

   在d点物体B受重力和支持力,根据向心力公式可得,

    mBg-mBg=mB

  得  V=

(2)设A、B分开时的速度分别为V1,V2

   对B:从b到d的过程中机械能守恒  mBV22=mBV2+mBgR

   对A:在A滑行的过程中,由动能定理-μmAgS=0-mAV12

   对A、B整个系统,动量守恒   mAV1=mBV2

联立以上各式可得 

     S=

答:(1)物块B在d点的速度大小为

   (2)物块A滑行的距离为

解析

解:(1)设物块A的质量为mA,B的质量为mB

   在d点物体B受重力和支持力,根据向心力公式可得,

    mBg-mBg=mB

  得  V=

(2)设A、B分开时的速度分别为V1,V2

   对B:从b到d的过程中机械能守恒  mBV22=mBV2+mBgR

   对A:在A滑行的过程中,由动能定理-μmAgS=0-mAV12

   对A、B整个系统,动量守恒   mAV1=mBV2

联立以上各式可得 

     S=

答:(1)物块B在d点的速度大小为

   (2)物块A滑行的距离为

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题型:简答题
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简答题

如图所示,水平面AB长l=18m,B点右侧通脱一小段光滑的圆弧连接足够长光滑斜面,斜面倾角为45°.一质量m=1kg的木块在F=10N的水平向右恒力作用下,从水平面上的A点由静止开始运动,木块与水平面间的动摩擦因素μ=0.1,经t=3.0s撤去恒力F.重力加速度取g=10m/s2

(1)求力F产生的加速度;

(2)简要推断3.0s内木块的运动情况;

(3)求木块运动过程中动能的最大值.

正确答案

解:(1)由牛顿第二定律知:                        

(2)物体在水平面上的加速度:

设木块由A匀加速运动到B点的时间为t1,到B点时的速度为υB

υB=at1=9×2=18m/s

由于t=3s>t1木块将滑上斜面

由于Fcos45°=mgsin45°则木块在斜面上匀速运动        

设木块在斜面上运动时间为t2,上升的距离为l2

t2=t-t1=3-2=1s

l2Bt2=18×1=18m

即前2s木块以9m/s2的加速度从A点匀加速运动到B点;第3s木块在斜面上匀速运动.                                     

(3)木块由A运动到B点后继续沿斜面上升到最高点,再返回到B点时动能最大. 

答:(1)力F产生的加速度10m/s2

(2)前2s木块以9m/s2的加速度从A点匀加速运动到B点;第3s木块在斜面上匀速运动;

(3)木块运动过程中动能的最大值289.26J.

解析

解:(1)由牛顿第二定律知:                        

(2)物体在水平面上的加速度:

设木块由A匀加速运动到B点的时间为t1,到B点时的速度为υB

υB=at1=9×2=18m/s

由于t=3s>t1木块将滑上斜面

由于Fcos45°=mgsin45°则木块在斜面上匀速运动        

设木块在斜面上运动时间为t2,上升的距离为l2

t2=t-t1=3-2=1s

l2Bt2=18×1=18m

即前2s木块以9m/s2的加速度从A点匀加速运动到B点;第3s木块在斜面上匀速运动.                                     

(3)木块由A运动到B点后继续沿斜面上升到最高点,再返回到B点时动能最大. 

答:(1)力F产生的加速度10m/s2

(2)前2s木块以9m/s2的加速度从A点匀加速运动到B点;第3s木块在斜面上匀速运动;

(3)木块运动过程中动能的最大值289.26J.

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简答题

如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上.已知l=1.4m,v=3.0m/s,m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面高h=0.45m.不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.求:

(1)小物块落地点距飞出点的水平距离x;

(2)小物块落地时的动能Ek

(3)小物块在水平桌面上运动的初速度v0与时间t.

正确答案

解:(1)物块飞出桌面后做平抛运动,

竖直方向:h=gt2,解得:t=0.3s,

水平方向:s=vt=3×0.3m=0.9m;

(2)对物块从飞出桌面到落地,

由动能定理得:mgh=mv12-mv2

落地动能EK=mv12

联立解得EK=0.9J

(3)对滑块从开始运动到飞出桌面,

由动能定理得:-μmgl=mv2-mv02

解得:v0=4m/s;

减速时的加速度为a=

运动时间为t′=

答:(1)小物块落地点距飞出点的水平距离为0.9m.(2)小物块落地时的动能为0.9J.(3)小物块的初速度为4m/s,时间为0.4s.

解析

解:(1)物块飞出桌面后做平抛运动,

竖直方向:h=gt2,解得:t=0.3s,

水平方向:s=vt=3×0.3m=0.9m;

(2)对物块从飞出桌面到落地,

由动能定理得:mgh=mv12-mv2

落地动能EK=mv12

联立解得EK=0.9J

(3)对滑块从开始运动到飞出桌面,

由动能定理得:-μmgl=mv2-mv02

解得:v0=4m/s;

减速时的加速度为a=

运动时间为t′=

答:(1)小物块落地点距飞出点的水平距离为0.9m.(2)小物块落地时的动能为0.9J.(3)小物块的初速度为4m/s,时间为0.4s.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•六盘水校级月考)如图所示,质量为m=1kg的小球用长为L=1m的轻质细线悬于O点,与O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉,在A点给小球一个水平向左的初速度,发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B.(g=10m/s2)求:

(1)小球到达B点时的速率?

(2)若不计空气阻力,则初速度为多少?

(3)若初速度为3m/s,则小球在从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功?

正确答案

解:(1)小球恰能经过圆弧轨迹的最高点B,在B点由重力提供向心力,由牛顿第二定律有:

…①

解得:=…②

(2)小球从A点运动到B点,只有重力对它做功,根据动能定理有:

…③

联立②、③两式解得:…④

(3)由动能定理可得:

-mg(L+)+Wf=mvB2-mv02

解得:Wf=-27.5J

答:(1)小球到达B点时的速率为m/s;

(2)小球从A点出发时初速度为m/s;

(3)空气阻力做功为-27.5J

解析

解:(1)小球恰能经过圆弧轨迹的最高点B,在B点由重力提供向心力,由牛顿第二定律有:

…①

解得:=…②

(2)小球从A点运动到B点,只有重力对它做功,根据动能定理有:

…③

联立②、③两式解得:…④

(3)由动能定理可得:

-mg(L+)+Wf=mvB2-mv02

解得:Wf=-27.5J

答:(1)小球到达B点时的速率为m/s;

(2)小球从A点出发时初速度为m/s;

(3)空气阻力做功为-27.5J

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题型: 多选题
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多选题

据中新社北京2月26日电,中国军队2013年将举行近40场军事演习,以提高信息化条件下威慑和实战能力.若在某次军事演习中,一跳伞队员在t=0时由静止的直升机上跳下,先做自由落体运动,在t1时刻,速度达到v1时打开降落伞,做减速运动,在t2时刻以速度v2着地,他的速度-时间图象如图所示.(跳伞队员的质量为M,降落伞的质量为m).据此,下列分析正确的是(  )

A在0~t2时间内,降落伞和跳伞队员的机械能逐渐减小

B降落伞打开后降落伞和跳伞队员所受的阻力与速率一定成正比

C若第一个跳伞队员跳下后,经过时间t1,第二个跳伞队员跳下,则他们在空中的距离先增大后减小

D若t1~t2时间内下降高度为h,则此过程中阻力对降落伞和跳伞队员所做的功为(m+M)(v22-v12)-(M+m)gh

正确答案

C,D

解析

解:A、在0-t1时间内运动员做自由落体运动,其间机械能保持不变,后打开降落伞,有阻力做负功,其机械能减小,故A错误;

B、由v-t图象知,图线的斜率表示加速度的大小,所以知运动员减速下落过程中加速度越来越小,所受阻力越来越小,但由图线无法判断阻力大小与速度成正比,故B错误;

C、若第一个伞兵在空中打开降落伞时第二个伞兵立即跳下,由于第一个伞兵的速度先大于第二个伞兵的速度,然后又小于第二个伞兵的速度,所以空中的距离先增大后减小.故C正确;

D、根据动能定理,合外力对跳伞队员和降落伞做的功等于其动能的变化,因为在t1-t2的时间内,重力对他们做功,故其阻力做功等于的功为(m+M)(v22-v12)-(M+m)gh,故D正确.

故选:CD.

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