- 力学
- 共5899题
如图,人沿平直的河岸以速度行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳的方向行进,此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为
,船的速率为
正确答案
解析
如图所示:船速为v沿绳方向的分量。连带运动问题指物拉绳或绳拉物问题,高中阶段不用考虑绳或杆的长度变化,故解题原则为:把物体的实际速度分解为垂直于绳和平行于绳两个分量,根据沿绳方向的分速度大小相等求解。C正确。
知识点
一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度υ=2m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3:1。学科网不计质量损失,取重力加速度g=10m/s2。则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,一倾斜传送带与水平方向夹角37°。传送物体。已知传送带总长度LAB =9.75m,以恒定速度v=2.0m/s顺时针转动。在距传送带底端A点9m的C点上方存在水平向左的匀强电场,电场强度50000N/C,现将一个质量m=2.0kg,电量, 的带正电物块由静止轻放于A点被传送带传送到顶端B。物块与传送带间动摩擦因数0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块电量始终保持不变,重力加速度g=10m/s2。(sin370 =0.6 ,cos370 =0.8 ) 求:
15.若不加电场,物块由底端A放上到相对传送带静止,物块相对传送带的位移S相;
16.加电场后,物块由底端A传送到顶端B所用时间t;
17.加电场后,将物块由底端A传送到顶端B过程中,传送带克服物块摩擦力做功W。
正确答案
5m;
解析
(1)对物体: μmgcosθ-mgsinθ=ma1 ----------1分
加速过程: V=a1t1 ----------1分
物块:S1=a1t12 /2 ----------1分
传送带:S2=Vt1 ----------1分
相对位移:S相=S2-S1
解得a1=0.4m/s2 t1=5s S1=5m S2=10m S相=5m ----------1分
考查方向
解题思路
首先通过运动学特征分析物体的加速度,通过对物体受力分析求加速度,利用功能关系求克服摩擦力做功。
易错点
牛顿第二定律在求加速度时要注意将电场力计算进去
正确答案
7.5s;
解析
(2)加电场后:
匀速运动过程中:t2=(LAC-s1)/v ----------1分
CB段:mgsinθ+Eqcosθ-μ(mgcosθ-Eqsinθ)=ma2 ----------2分
减速过程中:sCB=vt3- a2t32/2 ----------1分
V’=v-a2t3 ----------1分
解得:t2=2s a2=2m/s2向下 t3=0.5s v’=1m/s
所以t总=t1+t2+t3=7.5s ----------2分
考查方向
解题思路
首先通过运动学特征分析物体的加速度,通过对物体受力分析求加速度,利用功能关系求克服摩擦力做功。
易错点
牛顿第二定律在求加速度时要注意将电场力计算进去
正确答案
187J
解析
(3)减速过程中物块相对传送带位移S’相=vt3-sCB ----------1分
A-C 摩擦生热Q1=μmgcosθS相 ----------1分
C-B 摩擦生热Q2=μmgcosθS’相 ----------1分
解得:S’相=0.25m, Q1=64J Q2=2.75J 总摩擦生热Q= Q1+ Q2=66.75J
A— B功能关系得:
W-EqsCBcosθ=mgLABsinθ+mv2/2+Q ---------2分
得:W=187J
所以传送带克服物块摩擦力做功为187J。 ----------1分
考查方向
解题思路
首先通过运动学特征分析物体的加速度,通过对物体受力分析求加速度,利用功能关系求克服摩擦力做功。
易错点
牛顿第二定律在求加速度时要注意将电场力计算进去
如图所示,上表面光滑下表面粗糙足够长且质量为M=10kg的木板,在F=50N的水平拉力作用下,沿水平地面向右匀加速运动,加速度a=2.5m/s2。某时刻当长木板的速度为v0=5m/s,将一个小铁块(可视为质点)无初速地放在木板最右端,这时木板恰好匀速运动,当木板运动了L=1.8m时,又将第二个同样的小铁块无初速地放在木板最右端,g取10 m/s2。求:
16.木板与地面间的动摩擦因数μ。
17.放上第二个铁块后木板又运动L距离时的速度。
正确答案
μ为0.25;
解析
(1)木板做匀加速直线运动时,
由牛顿第二定律得: ①
代入数据得: μ=0.25 ②
考查方向
解题思路
(1)未放上小铁块前,对木板运用牛顿第二定律,求出木板与地面间的动摩擦因数.
易错点
考查了牛顿第二定律、共点力平衡、动能定理的综合运用,根据牛顿第二定律和共点力平衡求出动摩擦因数和小铁块的质量是解决第二问的关键.
正确答案
4m/s.
解析
(2)每放一个小铁块,木板所受的摩擦力增加μmg,放上第一个小铁块后木板匀速运动,
由平衡条件得: ③
解得:m=10 kg ④
设刚放第二块铁块时木板速度为v,对木板从放第一块铁块到刚放第二块铁块的过程,
由动能定理得: ⑤
联立代入数据解得:v=4( m/s) ⑥
考查方向
解题思路
(2)放上第一个小铁块后木板匀速运动,结合平衡求出放上铁块的质量,每放一个小铁块,木板所受的摩擦力增加μmg,结合动能定理求出放上第二个铁块后木板又运动L距离时的速度.
易错点
考查了牛顿第二定律、共点力平衡、动能定理的综合运用,根据牛顿第二定律和共点力平衡求出动摩擦因数和小铁块的质量是解决第二问的关键.
如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度
正确答案
解析
本题考查运动的合成与分解。橡皮参与了水平向右和竖直向上的分运动,如图所示,两个方向的分运动都是匀速直线运动,vx和vy恒定,则v合恒定,则橡皮运动的速度大小和方向都不变,A项正确。
知识点
有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河,小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直,去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为:( )
正确答案
解析
略
知识点
如图所示,甲、乙两同学从河中O点出发,分别沿直线游到A点和B点后,立即沿原路线返回到O点,OA、OB分别与水流方向平行和垂直,且OA=OB。若水流速度不变,两人在靜水中游速相等,则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为
正确答案
解析
设游速为v,水速为v0,OA=OB=l,则甲时间 ;乙沿OB运动,乙的速度矢量图如图,合速度必须沿OB方向,则乙时间
,联立解得:
, C正确。
知识点
20.如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的ν-t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的ν0,ν1,t1均为已知量,则可求出( )
A.斜面的倾角
B.物块的质量
C.物块与斜面间的动摩擦因数
D.物块沿斜面向上滑行的最大高度
正确答案
ACD
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
25.下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为θ=37°(sin37°=)的山坡C,上面有一质量为m的石板B,其上下表面与斜坡平行;B上有一碎石堆A(含有大量泥土),A和B均处于静止状态,如图所示。假设某次暴雨中,A浸透雨水后总质量也为m(可视为质量不变的滑块),在极短时间内,A、B间的动摩擦因数μ1减小为
,B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5,A、B开始运动,此时刻为计时起点;在第2s末,B的上表面突然变为光滑,μ2保持不变。已知A开始运动时,A离B下边缘的距离l=27m,C足够长,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g=10m/s2。求:
(1)在0~2s时间内A和B加速度的大小
(2)A在B上总的运动时间
正确答案
(1)在0~2s时间内,A和B的受力如图所示,期中、
是A和B之间的摩擦力和正压力的大小,
、
是B与C之间的摩擦力和正压力的大小,方向如图所示
①
②
③
④
规定沿斜面向下为正。设A和B的加速度分别为
和
,由牛顿第二定律得
⑤
⑥
联立①②③④⑤⑥式,并代入题给条件得
⑦
⑧
(2)在时,设A和B的速度分别为
和
,则
⑨
⑩
时,设A和B的加速度分别为
和
。此时A与B之间摩擦力为零,同理可得
⑪
⑫
即B做减速运动。设经过时间,B的速度减为零,则有
⑬
联立⑩⑫⑬式得
⑭
在时间内,A相对于B运动的距离为
⑮
此后B静止不动,A继续在B上滑动。设再经过时间后A离开B,则有
⑯
可得
(另一解不合题意,舍去) ⒄
设A在B上总的运动时间为,有
⒅
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
25.一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块,在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5m,如图(a)所示。时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至
时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的
图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取
。求
(1)木板与地面间的动摩擦因数及小物块与木板间的动摩擦因数
;
(2)木板的最小长度;
(3)木板右端离墙壁的最终距离。
正确答案
(1)规定向右为正方向。木板与墙壁相碰撞前,小物块和木板一起向右做匀变速运动,设加速度为,小物块和木板的质量分别为m和M 由牛顿第二定律有
①
由图可知,木板与墙壁碰前瞬间的速度,有运动学公式得
②
2 ③
式中,=1s,
=4.5m 是木板碰前的位移,
是小物块和木板运动时的速度。
联立①②③式和题给条件得
=0.1 ④
在木板与墙壁碰撞后,木板以的初速度向左做匀变速运动,小物块以
的初速度向右做
匀变速运动。设小物块的加速度为,由牛顿第二定律有
⑤
由图可得
⑥
式中,=2s,
=0,联立⑤⑥式和题给条件得
=0.4 ⑦
(2)设碰撞后木板的加速度为,经过时间
,木板和小物块刚好具有共同速度
。由牛顿第二定律及运动学公式得
⑧
⑨
⑩
碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中,木板运动的位移为
11
小物块运动的位移为
12
小物块相对木板的位移为
13
联立⑥⑧⑨⑩111213 式,并代入数值得
=6.0m 14
因为运动过程中小物块没有脱离木板,所以木板的最小长度应为6.0m.
(3)在小物块和木板具有共同速度后,两者向左做匀变速运动直至停止,设加速度为,
此过程中小物块和木板运动的位移为。由牛顿第二定律及运动学公式得
15
16
碰后木板运动的位移为
17
联立⑥⑧⑨⑩11151617 式,并代入数值得
18
木板右端离墙壁的最终距离为6.5m.
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞( )
正确答案
解析
解:A、B、降落伞参加了竖直方向的分运动和水平方向分运动,水平方向的分运动对竖直分运动无影响,故风速变大时,下落的时间不变,故AB均错误;C、D、根据v=,若风速越大,水平风速vx越大,则降落伞落地时速度越大,故C错误,D正确;故选:D。
知识点
如图,用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一搜失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P,小船的质量为m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时的速度大小为V0,小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1,A、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。求:
(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功W1;
(2)小船经过B点时的速度大小V1;
(3)小船经过B点时的加速度大小a。
正确答案
见解析。
解析
(1)小船从A点运动到B点克服阻力做功
①
(2)小船从A点运动到B点,电动机牵引绳对小船做功
W=Pt1 ②
由动能定理有 ③
由①②③式解得 ④
(3)设小船经过B点时绳的拉力大小为F,绳与水平方向夹角为θ,电动机牵引绳的速度大小为u
则 P=Fu ⑤
⑥
由牛顿第二定律有 ⑦
由④⑤⑥⑦得 。
知识点
如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N 点,两球运动的最大高度相同. 空气阻力不计,则
正确答案
解析
AB加速度都等于重力加速度,选项A错误,由于二者上升高度相同,说明二者抛出时的竖直分量相同,飞行时间相等,选项B错误;B抛出时速度的水平分量大于A,B在最高点的速度比A在最高点大,选项C正确,B在落地时的速度比A在落地时的速度大,选项D正确。
知识点
右图为在平静海面上,两艘拖船A、B拖着驳船C运动的示意图。A、B的速度分别沿着缆绳CA、CB方向,A、B、C不在一条直线上。由于缆绳不可伸长,因此C的速度在CA、CB方向的投影分别与A、B的速度相等,由此可知C的
正确答案
解析
根据题述,C的速度大小一定不小于A、B的速度大小,选项A错误B正确。C的速度方向一定在CA和CB的夹角范围内,选项C错误D正确。
知识点
(1)(7分)某研究性学习小组进行了如下实验:如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合,在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻R的坐标为(4,6),此时R的速度大小为_____cm/s,R在上升过程中运动轨迹的示意图是_____。(R视为质点)
(2)(10分)为测量一电源的电动势及内阻
①在下列三个电压表中选一个改装成量程为9V的电压表
A. 量程为1V、内阻大约为1kΩ的电压表
B. 量程为2V、内阻大约为2kΩ的电压表
C. 量程为3V、内阻为3kΩ的电压表
选择电压表_____串联_____kΩ的电阻可以改装成量程为9V的电压表。
②利用一个电阻箱、一只开关、若干导线和改装好的电压表(此表用符号、
或
与一个电阻串联来表示,且可视为理想电压表),在虚线框内画出电源电动势及内阻的实验原理电路图。
③根据以上实验原理电路图进行实验,读出电压表示数为1.50V时、电阻箱的阻值为15.0Ω,电压表示数为2.00V时,电阻箱的阻值为40.0Ω,则电源的电动势E=_____V、内阻r=_____Ω。
正确答案
见解析。
解析
(1)“研究运动的合成与分解”实验中:
小圆柱体R在竖直方向匀速运动有,
,在水平方向做初速为0的匀加速直线运动x=at2,得a=2cm/s2,R的速度大小为
,轨迹示意图是D。
(2)①选择量程为3V、内阻大约为3KΩ的电压v3表盘刻度改装容易,读数容易,改装后量程和内阻都扩大3倍,所以改装时需要串联6 KΩ的电阻。
②实验原理电路图:
③电压表示数为1.50V时,改装电压表的示数为4.50V,即加在电阻箱上的电压是4.50V,根据闭合电路的欧姆定律E=4.5+r,同理有E=6.0+r。连立二式解得E=7.5V,r=10Ω。
知识点
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