热门试卷

解：（1）前2s，对铁块m：F-μmg=ma1，代入数据解得：a1=3m/s2

对M：μmg=Ma2，代入数据解得：a2=2m/s2

（2）2s内m的位移为

M的位移为

2s后，对m，F′-μmg=ma′1，代入数据，匀加速；

对M，μmg=Ma′2带入数据解得，匀加速；

设在经过t0时间两物体速度相同为V，则V=v1+a′1t0=v2+a′2t0

解得t0=2s，V=8m/s

在t0内铁块m的位移为

所以铁块和板相对静止前，铁块运动位移为x铁块=x1+x′1=20m

木板M的位移

所以铁块和板相对静止前，木板运动位移为x木板=x2+x′2=16m

（3）最后2s铁块和木板相对静止，一起以初速度V=8m/s做匀速运动，对铁块和木板整体分析

F=（M+m）a

a=

两者的位移为m=19m

答：（1）铁块和木板在前2s的加速度大小分别为3m/s2，2m/s2

（2）铁块和木板相对静止前，运动的位移大小各为20m，16m

（3）力F作用的最后2s内，铁块和木板的位移大小分别是19m，19m

解：（1）x方向分运动：

第1s加速，第2秒匀速，加速时的加速度为：

ax==

1s末的分速度为：

vx=axt1=2×1=2m/s

分位移为：

x==

y方向分运动：

第1s静止，第2s加速，加速时的加速度为：

ay==

2s末的分速度为：

vy=ayt2=2×1=2m/s

分位移为：

y=

故2s末的坐标为：（3m，1m）；

（2）2s末的速度为：

v=m/s

tanθ==1

轨道的半径为：

R==3m

小球对管道水平方向上的弹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：

F=m=1×=N

（3）沿着管道，小球第一次到达y轴的位置为：

y′=R+Rcos45°+y=3+3×+1=（4+3）m

答：（1）t=2s时刻，小球的位置坐标为（3m，1m）；

（2）进入管道后，小球对管道水平方向上的作用力大小为N；

（3）沿着管道，小球第一次到达y轴的位置在（4+3）m处．

解：由题意知，电键闭合时，导体棒中通过的电流方向是从a到b，根据左手定则知，导体棒受到的安培力方向如图所示

因为导体棒受三个力作用下在水平方向运动，故导体棒在竖直方向所受合力为0

由题意得：F=BIL

则导体棒所受的合力F合=F合x=Fsinα

根据牛顿第二定律，棒产生的加速度

在电路中，根据闭合电路欧姆定律知，通过导体棒的电流大小

所以导体棒产生的加速度a=

答：棒ab的加速度大小为：=．

解：（1）由图象可知6～10s货车的加速度为：

a===5m/s2

（2）要使货物跟货车不发生相对运动，货车跟货物的加速度必须保持相同，而货物最大加速度为：

am==μg=0.2×10=2m/s2    

（3）启动过程中货车的总位移为：

s货车==124m

货车在0～6s内的加速度为a1==2m/s2小于最大加速度，所以物体跟货车一起加速，而6～10s内货车加速度增大，但是货物加速度不能增大，依然保持原来加速度加速，所以：

s货物===100m               

两者位移之差为24m，大于车长13.5m，所以货物会掉下来．

以第6s为起点，此时速度为12m/s，

根据位移关系知△s=v0t-v0t-t2=13.5m 

解得：t=3s   

物体掉落时自由落体H=gt′2      

t’=0.5s     

其中v1=v0+at=12+5×3=27m/s，v2=v0+amt=12+2×3=18m/s

落地时△s′=v1t′-v2t′

 得△s′=5.125m     

（4）货车应先以2m/s2加速时间t1，然后以5m/s加速达到32m/s最后货车匀速运动t2，而物块一直匀加速直线运动，最终实现跟货车共速．

s货车=++vmt2         

s货物=                            

t2=-t1-    

解得：t1=11.25s

     t2=2.85s

所以货车加速时间为t=16-2.85s=13.15s  

答：（1）6-10s的过程中，货车如图2的加速度为5m/s2；

（2）要使货物跟货车之间不发生相对运动，货车的加速度不能超2m/s2；

（3）货车启动过程中货物会从车顶掉落，落瞬间距离货车水平距离5.125m；

（4）货车最短加速时间为13.15s．

（1）以m2为研究对象，分析受力，如图所示，根据牛顿第二定律 和力的合成得

T==m2==5N

（2）再以m1为研究对象，分析受力，根据牛顿第二定律，得

f=m1a       

N+T′=m1g   

又T′=T

要使m1与地板保持相对静止，则必须有f≤fm=μN

解得μ≥

答：（1）此时绳上的张力T为5N．

（2）m1与地板之间的摩擦因数μ至少要．

解：（1）木板向右的加速度大小为a1，金属块的加速度大小为a2．由牛顿第二定律：

µ2mg-µ1（m+M）g=Ma1，µ2mg=ma2，

解得：a1=1m/s2，a2=5m/s2

木板和挡板碰撞前瞬间，木板的速度：v1==3m/s，

时间：t1==3s，

木板与挡板碰后瞬间速度大小不变，加速度为大小a1′，由牛顿第二定律得：

µ2mg+µ1（m+M）g=Ma1′，

解得：a1′=4m/s2

木板反弹后向左运动的位移：x==1.13m，

木板的位移：x1=d-x=3.37m；

（2）金属块的位移：x2===35.16m，

木板的长度：l=x2-x1=31.79m；

答：（1）整个运动过程中木板的位移大小为3.37m；

（2）木板的长度为31.79m．

解：设铁块在0-2s内的位移为s1、加速度为a1、2s末的速度为v1，2-4s内的位移为s2、加速度为a2．

（1）0-2s内，对铁块，

由牛顿第二定律得：F1-μmg=ma1，

铁块速度：v1=a1t1，

解得：a1=4m/s2，v1=8m/s；

（2）在0-2s内，铁块的位移：

s1=a1t12=8m，

在2-4s内，由牛顿第二定律得：μmg=ma2，

解得：a2=2m/s2，

v2=v1-a2t2=4m/s，

s2=v1t2-a2t22=12m；

铁块在4s内的位移为：s=s1+s2=20m；

（3）4-6s内，对铁块，

由牛顿第二定律得：F2-μmg=ma3，

铁块速度：v3=v2+a3t3，

解得：a3=2m/s2，v3=8m/s，

在6-8s内，由牛顿第二定律得：μmg=ma4，

解得：a4=2m/s2，

v4=v3-a4t4=4m/s，

在8-10s内，由牛顿第二定律得：F3-μmg=ma5，

解得：a5=0m/s2，铁块以4m/是的速度做匀速直线运动，

铁块的v-t图象如图所示．

答：（1）2s末的速度为8m/s；

（2）铁块在4s内的位移为20m；

（3）铁块在10s内速度随时间的变化图线如图所示．