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题型:简答题
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简答题

据新华社北京2012年11月12日电,黑龙江省鹤岗市从11日晚间开始降雪,至12日形成严重雪灾,气象部门认定为50年一遇.市区曾一度全部停电,供暖、供水受到严重影响.为了安全行车,某司机在冰雪覆盖的平直公路上测试汽车的制动性能.当车速v=36km/h时紧急刹车(可认为轮不转动),车轮在公路上划出一道长L=50m的刹车痕迹,取g=10m/s2.求:

(1)车轮与冰雪路面间的动摩擦因数μ;

(2)若该车以28.8km/h的速度在同样路面上行驶,突然发现正前方停着一辆故障车.为避免两车相撞,司机至少应在距故障车多远处采取同样的刹车措施.已知刹车反应时间为△t=0.6s.

正确答案

(1)汽车速度v0=36km/h=10m/s,

以汽车为研究对象,由动能定理得:-μmgL=0-mv02

动摩擦因数μ===0.1;    

(2)汽车初速度v=28.8km/h=8 m/s,

司机的反应距离x1=vt=8×0.6m=4.8m,

从司机开始刹车到车静止的过程,

由动能定理得:-μmgx2=0-mv2

刹车距离 x2==m=32m,

司机采取措施的距离x=x1+x2=36.8m;

答:(1)车轮与冰雪路面间的动摩擦因数为0.1.

(2)司机采取采取刹车措施的最小距离是36.8m.

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题型:填空题
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填空题

民用航空客机的机舱一般都设有紧急出口,飞机发生意外情况着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊构成的斜面.如图所示为某气囊斜面,机舱离底端的竖直高度AB=3.0m,斜面长AC=5.0m,斜面与水平地面CD段间有一段小圆弧平滑连接.乘客与气囊、地面间的动摩擦因数均为μ=0.55,不计空气阻力,g=10m/s2.当乘客从气囊上由静止开始滑到斜面底端C时的速度大小为______m/s;人离开C点后还要在地面上滑行______m才能停下(结果保留2位有效数字).

正确答案

人先加速下滑,后减速下滑;

加速过程,受重力、支持力和滑动摩擦力,根据动能定理,有:

mgh-μmgcosθ•AC=m

其中θ为斜面的坡角,cosθ===0.8

解得:vc=4.0m/s;

减速过程,受重力、支持力和摩擦力,根据动能定理,有:

-μmgx=0-m

解得:x=1.5m

故答案为:4.0,1.5.

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题型:简答题
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简答题

建筑工地常用气锤打桩,设锤的质量为M=50kg,锤从高2.5m处自由落下,打在质量为m=30kg的桩上,锤和桩不分离,结果桩打下0.1m深,求打桩过程受到的平均阻力.(g取10m/s2

正确答案

气锤打桩过程分三段,如图.

自由下落过程:vA2=2gh,vA=

碰撞过程:根据动量守恒定律(打击过程时间短内力大)   MvA=(m+M)v

锤和桩一起减速:依据动能定理[(m+M)g-]d=-(m+M)v2

由以上各式得:=8612.5N

答:打桩过程受到的平均阻力为8612.5N.

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题型:简答题
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简答题

某兴趣小组同学对质量为1.0㎏的遥空小车的运动情况进行研究.他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为如图所示的v-t图象(除2s~10s时间段图线为曲线外,其余时间段图线均为直线).已知在2s~14s时间段内小车的功率恒定,14s末停止遥空而让小车自由滑行,整个运动过程中小车受到的阻力大小不变.从图象信息知道6s末小车的速度约为5.62m/s.求:

(1)小车运动中所受到阻力;

(2)6s末小车的加速度;

(3)在2s~10s时间段内小车的平均速度.

正确答案

(1)在14s~18s内,加速度a==-m/s2=-1.5m/s2

阻力f=ma=-1.5N,负号表示方向与速度方向相反

(2)小车功率P=fv=1.5×6W=9W

6s末,v6=5.62m/s,此时牵引力 F==N≈1.6N

对应的加速度 a==m/s2=0.1m/s2

(3)在2s~10s时间段内小车作变加速运动,根据动能定理得

   Pt-fs=m-m

代入数据,求得2s~10s时间段内小车的位移 S=39m

则得平均速度  ==m/s≈4.88m/s

答:

(1)小车运动中所受到阻力是1.5N,方向与速度方向相反;

(2)6s末小车的加速度是0.1m/s2

(3)在2s~10s时间段内小车的平均速度是4.88m/s.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,固定不动的水平平台长L=1.25m,高h=0.80m,货物(可以视为质点)质量m=4.0kg静止在水平平台的左端,商场工作人员用F=24N的水平力把货物施向右拉动一段距离后撤去作用力,货物从平台上又滑动一段距离后落在水平地面上,落地点到平台右端的水平距离s=0.40m.货物与平台之间的动摩擦因数μ=0.20,取重力加速度g=10m/s2.求:

(1)水平力作用时,货物运动的加速度大小

(2)货物离开平台右端时的速度大小

(3)水平力作用的距离大小.

正确答案

(1)货物收到的动摩擦力f=μmg

货物的加速度a=

解得:a=4.0m/s2

(2)货物做平抛运动过程

竖直方向:h=gt2

水平方向:s=vt

解得:v=1.0m/s

(3)货物在平台运动的整个过程,由动能定理得:

Fx-fL=mv2

解得:水平力作用的距离x=0.50m

答:(1)水平力作用时,货物运动的加速度大小为4.0m/s2

(2)货物离开平台右端时的速度大小为1.0m/s.

(3)水平力作用的距离为0.50m.

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题型:简答题
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简答题

在地面上方足够高的地方,存在一个高度d=0.3m的“相互作用区域”(如图中划有虚线的部分).一个小圆环A套在一根均匀直杆B上,A和B的质量均为m,若它们之间发生相对滑动时,会产生f=0.5mg的摩擦力.开始时A处于B的最下端,B竖直放置,A距“相互作用区域”的高度h=0.2m.让A和B一起从静止开始下落,只要A处于“相互作用区域”就会受到竖直向上的恒力F作用(F=2mg),而“相互作用区域”对处于其中的杆B不产生作用力.设杆B在下落过程中始终保持竖直,且杆的长度能够保证圆环A与杆不会分离.不计空气阻力,取g=10m/s2.求:

(1)杆B刚进人“相互作用区域”时的速度.

(2)圆环A通过“相互作用区域”所用的时间.

(3)A刚离开“相互作用区域”时,圆环A和直杆B的速度.

(4)假如直杆B着地时,A和B的速度刚好达到相同,这一速度是多少?

正确答案

(1)设A和B一起静止下落至“相互作用区域”的速度为v1,根据动能定理有

    2mgh=•2m

代入数据解得:v1=2.0m/s 

(2)过程1:A在“相互作用区域”运动时,取方向向下为正方向,此过程中A受到竖直向下的重力mg、滑动摩擦力f和竖直向上的恒力F作用.

设加速度aA1、末速度为vA、运动时间为t1,根据牛顿第二定律有:

aA1==-g

根据运动学公式有:vA=v0+aA1t1,d=

代入数据解出:t1=0.2s   t2=0.6s(不符题意,舍去)

(3)A离开“相互作用区域”时的速度为 vA=v0+aA1t1=1m/s  

B受到竖直向下的重力mg和竖直向上的滑动摩擦力f的作用

同理有:aB1==g

vB=v0+aB1t1 代入数据:vB=3m/s

(4)过程2:A离开“相到作用区域”后,因为vA<vB,所以A受到竖直向下的重力mg和滑动摩擦力f的作用,B受到竖直向下重力mg和竖直向上的滑动摩擦力f的作用.

设加速度分别为aA2、aB2,共同速度为v,运动时间为t2

则有:aA2==g,aB2==g

又v=vA+aA2t2,v=vB+aB2t2

由上述四式代入数据解得:v=4m/s 

答:

(1)杆B刚进人“相互作用区域”时的速度是2m/s.

(2)圆环A通过“相互作用区域”所用的时间是0.2m/s.

(3)A刚离开“相互作用区域”时,圆环A和直杆B的速度分别是1m/s和3m/s.

(4)假如直杆B着地时,A和B的速度刚好达到相同,这一速度是4m/s.

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简答题

如图所示,水平桌面上放置一个质量m=0.5kg的小木块,若用木棒击打木块使木块获得水平方向的初速度v0,木块沿桌面滑出左端边沿,落在水平地面上的D点.已知木块的初速度v0=5.0m/s,桌面距地面的高度H=0.8m,木块落地的位置距桌面左端边沿的水平距离x=1.2m,忽略空气阻力,取重力加速度g=10m/s2.求:

(1)木块落到地面时的速度大小;

(2)木块离开桌面时的动能;

(3)木块在桌面上滑行过程中克服摩擦力所做的功.

正确答案

(1)木块离开桌面后做平抛运动,设运动时间为t,

根据自由落体公式H=gt2

木块做平抛运动的时间       t==0.4s

木块落地时沿水平方向的分速度   vx==3.0 m/s                  

根据动能公式,得木块离开桌面时的动能Ek=m=2.25 J                              

(2)木块落地时速度分解成竖直方向和水平方向速度,

木块落地时沿竖直方向的分速度  

 vy=gt=4.0 m/s                   

木块落到地面时的速度大小       v==5.0 m/s                

(3)根据动能定理研究木块在桌面上滑行过程得

W=△Ek=m-m=4.0 J

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简答题

如图所示,将平行板电容器极板竖直放置,两板间距离d=0.1m,电势差U=1000V,一个质量m=0.2g,带正电q=10-7C的小球(球大小可忽略不计),用l=0.025m长的丝线悬于电容器极板间的O点.现将小球拉到丝线呈水平伸直的位置A,然后放开.假如小球运动到O点正下方B点处时,小球突然与线脱开,以后发现小球恰能通过B点正下方的C点(C点在电场中).设小球在运动过程中不与板相碰(g取10m/s2),求:

(1)小球到达B点的速度大小;

(2)B、C两点间的距离.

正确答案

(1)电场强度   E==104(V/m)

小球由A→B过程中,电场力、重力做功,

设小球到达B点时速度为v

mgl-qEl=mv2

v==0.5(m/s)                                    

(2)小球脱开后,小球水平方向在电场力作用下做匀减速直线运动,竖直方向自由落体运动,

则到达C点所用时间等于水平运动时间,

根据对称性t===0.2(s)

所以B、C间距离=g t2=0.2(m)  

答:(1)小球到达B点的速度大小是0.5(m/s);

(2)B、C两点间的距离是0.2(m).

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简答题

跳水是一项优美的水上运动,如图所示是2010年广州亚运会跳水比赛中小将陈若琳和汪皓赢在跳台上腾空而起的英姿。其中陈若琳的体重约为30 kg,身高约为1.40 m,她站在离水面10 m高的跳台上,重心离跳台面的高度约为0.80 m,竖直向上跃起后重心升高0.45 m达到最高点,入水时身体竖直,当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,这时陈若琳的重心离水面约为0.80 m。设运动员在入水及在水中下沉过程中受到的水的作用力大小不变,空气阻力可忽略不计,重力加速度g取10 m/s2。(结果保留2位有效数字)求:

(1)陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间;

(2)若陈若琳入水后重心下沉2.2 m时速度变为零,试计算水对陈若琳的阻力大小。

正确答案

解:(1)陈若琳在上升阶段重心上移h1=0.45 m

,得t1=0.3 s

陈若琳在入水前的下降阶段重心下移了h2=10.45 m

,得

所以陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间t=t1+t2=1.7 s

(2)陈若琳从最高点到入水后重心下沉h3=2.2 m时,重心总共下移h4=12.65 m,此过程应用动能定理得

mgh4-fh3=0

得f=1.3×103 N

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简答题

总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图所示是跳伞过程中的v-t图,试根据图象求:(g取10m/s2

(1)t=1s时运动员的加速度和所受阻力的大小。

(2)估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功。

(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。

正确答案

解:(1)从图中可以看出,在t=2s内运动员做匀加速运动,其加速度大小为a=8m/s2

设此过程中运动员受到的阻力大小为f,根据牛顿第二定律,有mg-f=ma,得f=160N

(2)从图中估算得出运动员在14s内下落了39.5×2×2m=158m

根据动能定理有,所以有≈1.25×105J

(3)14s后运动员做匀速运动的时间为s=57s

运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间t=t+t′=71s

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简答题

总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图所示是跳伞过程中的v-t图,试根据图像求:(g取10m/s2

(1)t=1s时运动员的加速度和所受阻力的大小。

(2)估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功。

(3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间。

正确答案

解:(1)从图中可以看邮,在t=2s内运动员做匀加速运动,其加速度大小为

m/s2=8m/s2 设此过程中运动员受到的阻力大小为f,根据牛顿第二定律,有mg-f=ma

得f=m(g-a)=80×(10-8)N=160N

(2)从图中估算得出运动员在14s内下落了39.5×2×2m=158m

根据动能定理,有

所以有=(80×10×158-×80×62)J≈1.25×105J

(3)14s后运动员做匀速运动的时间为s=57s

运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间t=t+t′=(14+57)s=71s

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简答题

在游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角α=53°,绳的悬点O距水面的高度为H=3m。不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深。取中立加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。

(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;

(2)若绳长l=2m,选手摆到最高点时松手落入水中,设水对选手的平均浮力f1=800N,平均阻力f2=700N,求选手落入水中的深度d;

(3)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点。

正确答案

(1)F=1080N

(2)d=1.2m

(3)l=1.5m时最远

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简答题

利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度h,棉球质量m,开始时的静止位置与管口B的距离x,落地点C与管口B的水平距离l.然后多次改变x,测出对应的l,画出l2-x关系图线,如图(b)所示,并由此得出相应的斜率k.

(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从B端飞出的速度v0=______.

(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值,不计棉球与管壁的摩擦,重力加速度g,大气压强p0均为已知,利用图(b)中倾斜直线的斜率k可得,管内气体压强p=______.

(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,则(2)中得到的p与实际压强相比______(填“偏大”或“偏小”).

正确答案

(1)棉球从B端飞出做平抛运动,根据平抛运动的基本公式得:

            l=v0t,h=gt2

           解得:v0=l

    (2)设玻璃管内气体压强始终为p,不计棉球与管壁的摩擦,对棉球从静止到B点的运动过程运用动能定理得:

         (p-p0)Sx=mv02

        (p-p0)Sx=m(l

g

2h

)2

         所以l2=x=kx

         所以= k

        解得:p=p0+

     (3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,设摩擦力为f,所以除了压力做功外,摩擦力对棉球做负功,

      再运用动能定理得:

         (p-p0)Sx-fx=mv02

     

            l2=x=kx

          所以=k

            解得:p=p0+

      很明显,(2)中得到的p与实际压强相比偏小.

故答案为:l;p0+;偏小.

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简答题

如图所示,一根长l=0.8m轻绳一端固定在O点,另一端栓一质量m=0.1kg的小球静止于A点,其右方有底面半径r=0.2m的转筒,转筒顶端与A等高,下部有一小孔,距顶端h=0.8m.现使细绳处于水平线上方30°的位置B点处而伸直,且与转筒的轴线、OA在同一竖直平面内,开始时小孔也在这一竖直平面内.将小球由B点静止释放,当小球经过A点时轻绳突然断掉,同时触动了光电装置,使转筒立刻以某一角速度匀速转动起来,且小球最终正好进入小孔.不计空气阻力,g取l0m/s2

(1)辨析题:求小球到达A点时的速率?

某同学解法如下:小球从B点运动到A点过程中,只有重力做功,故机械能守恒,则mgl(1+sin30°)=mvA2,代入数据,即可求得小球到达A点时的速率.

你认为上述分析是否正确?如果你认为正确,请完成此题;如果你认为不正确,请指出错误,并给出正确的解答.

(2)求转筒轴线距A点的距离L

(3)求转筒转动的角速度ω

正确答案

(1)此同学解法不正确.设细绳到C位置断掉.

从B→C过程:根据机械能守恒得:mgl=m

  小球在C点切向速度为 vC切=vCsin60°

从C到A,只有重力做功,据机械能守恒定律得 

   mgl(1-cos60°)+m=m

解得,vA=2m/s

(2)滑块从A点到进入小孔的时间为

   t==s=0.4s

又由题意得 L-r=vA•t

得 L=m=1.99m

(3)在小球平抛的时间内,圆桶必须恰好转整数转,小球才能钻入小孔

即ωt=2nπ(n=1,2,3…)

解得,ω=5nπ(rad/s)(n=1,2,3…)   

答:

(1)此同学解法不正确.小球到达A点时的速率为2m/s.

(2)转筒轴线距A点的距离L是1.99m

(3)转筒转动的角速度ω是5nπ(rad/s)(n=1,2,3…)

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简答题

如图所示,摩托车运动员做特技表演时,以v0=9.0m/s的初速度冲向高台,然后从高台水平飞出。若摩托车冲向高台的过程中牵引力的平均功率P=4.0kW,冲到高台顶端所用时间t=3.0s,人和车的总质量m=1.5×102kg,高台顶端距地面的高度h=7.2m,摩托车落地点到高台顶端的水平距离x=10.8m。不计空气阻力,取g=10m/s2。求:

(1)摩托车从高台顶端飞出到落地所用时间;

(2)摩托车落地时速度的大小;

(3)摩托车冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功。

正确答案

解:(1)设摩托车在空中的飞行时间为t1,则有

解得t1=1.2s

(2)摩托车做平抛运动的水平速度

落地时摩托车在竖直方向的速度=12m/s

摩托车落地时的速度

(3)设摩托车冲上高台的过程中,克服摩擦阻力所做的功为。摩托车冲向高台的过程中,根据动能定理有

解得J

百度题库 > 高考 > 物理 > 机械能守恒定律

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