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简答题

(2011年皖南八校联考) 如图所示,水平面上放有质量均为m=1 kg的物块A和B(均视为质点),A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ2=0.1,相距l=0.75 m.现给物块A一初速度使之向物块B运动,与此同时给物块B一个F=3 N水平向右的力使其由静止开始运动,经过一段时间A恰好能追上B.g=10 m/s2.求:

 

(1)物块B运动的加速度大小;

(2)物块A初速度大小.

正确答案

(1)2 m/s2 (2)3 m/s

(1)对B,由牛顿第二定律得:F-μ2mg=maB

解得aB=2 m/s2.

(2)设物块A经过t时间追上物块B,对物块A,由牛顿第二定律得:

μ1mg=maA

xA=v0t-aAt2

xBaBt2

恰好追上的条件为:v0-aAt=aBt

xA-xB=l

联立各式并代入数据解得:t=0.5 s,v0=3 m/s.

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简答题

为了实验“神舟六号”飞船安全着陆,在飞船距离地面约1m时(即将着陆前的瞬间),安装在返回舱底部的四台发动机同时点火工作,使返回舱的速度由8m/s降至2m/s。设返回舱质量为,减速时间为0.2s。设上述减速过程为匀变速直线运动,试回答和计算下列问题:(g取

(1)在返回舱减速下降过程中,航天员处于超重还是失重状态?计算减速时间内,航天员承受的载荷值(即航天员所受的支持力与自身重力的比值);

(2)计算在减速过程中,返回舱受到四台发动机推力的大小。

 

正确答案

(1)4       (2)

(1)(10分)航天员处于超重状态            2分

                       3分

                                            3分

载荷比                         2分

(2)(6分)设返回舱受到的推力为F,由动量定理

                    4分

                                        2分

发动机推力的大小为

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简答题

小明用电源频率为50Hz的电磁打点计时器(含复写纸)做“探究质量一定时,加速度与合力的关系”实验。

(1)在不挂配重,平衡摩擦力过程中,打点计时器打出的一条纸带如图(乙)所示,纸带A端与小车相连。要使小车做匀速直线运动,垫木应向____(填“左或右”)移动。

(2)打点计时器打A、C两点过程中,小车通过的距离为____cm。

(3)小王同学也做这个实验,他在接通电源进行实验之前,将实验器材组装如图丙所示.请你指出该装置中的错误或不妥之处(只要答出其中的两点即可):                         

                                                                。

丙                            丁

(4)改正实验装置后,该同学顺利地完成了实验.图丁是他在实验中得到的一条纸带,图中相邻两计数点之间还有四个点没有画出来,由图中的数据可算得小车的加速度a为         m/s2.(结果取两位有效数字)

正确答案

1) 左      2)16.20        3)1。该同学用是直流电源  2。木板的右端没有垫高 3)小车离打点计时器太远(每点2分,其他合理即可得分)          4)0.20

试题分析:(1)平衡摩擦力后,小车做匀速直线运动,打出的纸带应是间距均匀的,由图可知,小车在做减速运动,所以,垫木应向左移动;(2)由图读得AC距离为16.20cm;(3)1.该同学用是直流电源,打点计时器使用的是交流电源  2.木板的右端没有垫高,没有平衡摩擦力 3.小车离打点计时器太远,没充分利用好纸带;(4)用逐差法求纸带的加速度,T=0.1s,代入数据可算得a=0.20m/s2

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简答题

(18分)如图21所示,一根长0.1m的细线,一端系着一个质量为0.18kg的小球,拉住线的另一端,使球在光滑的水平桌面上作匀速圆周运动,使小球的转速很缓慢地增加,当小球的转速增加到开始时转速的3倍时,细线断开,线断开前的瞬间线的拉力比开始时大40N,求:

 

(1)线断开前的瞬间,线的拉力大小。

(2)线断开的瞬间,小球运动的线速度。

(3)如果小球离开桌面时,速度方向与桌边的夹角为,桌面高出地面0.8m,求小球飞出后的落地点距桌边的水平距离。

正确答案

(1) F=45N(6分) (2) (6分) (3) (6分)

试题分析:(1)设开始时角速度为,向心力是,线断开的瞬间,角速度为,线的拉力是.

线的拉力等于向心力有: , 则: 

又因为得:

(2)设线断开时速度为。由得:

(3)设桌面高度为,落地点与飞出桌面点的水平距离为,由平抛运动规律:

则抛出点到桌边的水平距离为

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简答题

(14分)如图所示,在动摩擦因素μ=0.2的水平面AB上,水平恒力F推动质量为m=1kg的物体从A点由静止开始作匀加速直线运动,物体到达B点时撤去F,接着又冲上光滑斜面(设经过B点前后速度大小不变),最高能到达C点。用速度传感器测量物体的瞬时速度,并在表格中记录了部分测量数据。求:(g取10m/s2

(1)恒力F 的大小;

(2)在答题纸的坐标上标出记录的数据点,并作v-t图;

(3)若撤去推力F,在A处给物体一个水平向左的初速度v0,恰能使物体运动到C点,求此初速度v0的大小。

正确答案

(1)(2)见解析(3)

试题分析:(1)物体从A运动到B,

根据牛顿第二定律 

带入数据得

(2)描点作图如下

(3)根据图像可得通过B点的速度,A到B的运动时间,则AB之间的距离

在A处给物体一个水平向左的初速度v0,,要使其恰能使物体运动到C点,则通过B的速度仍然为

从A到B根据动能定理有

计算得

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简答题

(10分)体育课上进行“爬杆”活动,使用了一根质量忽略不计的长杆,竖直固定在地面上(如图)。一质量为40kg的同学(可视为质点)爬上杆的顶端后,自杆顶由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到竹杆底端时速度刚好为零。通过装在长杆底部的传感器测得长杆对底座的最大压力为460N,最小压力280N,下滑的总时间为3s,求该同学在下滑过程中的最大速度及杆长。(取g ="10" m/s2

正确答案

试题分析:设加速下滑过程时间为,加速度大小为;减速下滑过程为,加速度大小为;最大速度为。根据牛顿第二定律得:

     (2分)

       (1分)

    (2分)

      (1分)

      (2分)

解得:       (2分)

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简答题

长为L的绝缘细线下系一带正电的小球,其带电荷量为Q, 悬于O点,如图所示. 当在O点另外固定一个正电荷时, 球静止在A处, 则细线拉力是重力mg的两倍. 现将球拉至图中B处(θ=60°),放开球让它摆动,问:

(1)固定在O处的正电荷的电荷量为多少?(5分)

(2)摆球回到A处时悬线拉力为多少? (5分)

正确答案

(1) mgl/kQ   (2)3mg

试题分析:(1)在A点时,带电点球受到重力,绳子的拉力,和O点电荷的排斥力,三力平衡,所以,解得

(2)从B处摆回到A处过程中,电场力和绳子的拉力垂直于速度方向,不做功,重力做正功,所以有

在A处两球间的库伦力和绳子的拉力的合力充当向心力,所以,解得

点评:做此类问题时,需先对物体进行受力分析,然后结合牛顿第二定律以及力的平衡条件解题

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简答题

如图甲,质量为2kg的长木板A在水平面上作直线运动,另一质量为1.2kg的B物体自由地从A左端滑上A的上表面,经一段时间,从A的右端滑离A,此后A自由滑行,最后停止,从B滑上A到A静止的过程中,A运动的v-t图象如图乙所示,g取10m/s2,求:

小题1:A物体与水平面间的动摩擦因数μ1大小;

小题2:B与A间动摩擦因数μ2的大小;

小题3:0-10s内A物体运动位移的大小。

正确答案

小题1:0.2

小题2:0.7

小题3:46m

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简答题

质量为m=1000kg的汽车从静止开始沿平直公路启动,汽车行驶的过程中所受阻力恒为车重的k=0.2倍.汽车启动后的时间t1=10s内做匀加速运动,加速度为a1=2m/s2;然后汽车做匀减速运动,加速度大小为a2=1m/s2,直至汽车停下.则:

(1)汽车在整个运动过程中,发动机输出功率的平均值是多少?

(2)汽车在整个运动过程中,发动机输出功率的最大值是多少?

正确答案

(1)1×104W     (2)8×104W

(1)汽车启动后做匀加速运动,根据牛顿运动定律,有

N

汽车在时间t1=10s内的位移m

汽车在时间t1=10s时的速度m/s

汽车做匀减速运动直至汽车停下所用时间s

在此段时间内,根据牛顿运动定律,有

N.

在此段时间内汽车的位移m,

所以汽车在整个运动过程中,发动机的输出功率的平均值

W.

(2)在t1=10s时,发动机的输出功率最大,最大功率W.

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如图所示,水平光滑绝缘轨道MN的左端有一固定绝缘挡板,轨道所在空间存在水平向左、E=4×102N/C的匀强电场。一个质量m=0.2kg、带电荷量q=5.0×10-5C的滑块(可视为质点),从轨道上与挡板相距x1=0.2m的P点由静止释放,滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动。当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动,运动到与挡板相距x2=0.1m的Q点,滑块第一次速度减为零。若滑块在运动过程中,电荷量始终保持不变,求:

(1)滑块由静止释放时的加速度大小a;

(2)滑块从P点第一次达到挡板时的速度大小v;

(3)滑块与挡板第一次碰撞的过程中损失的机械能ΔE。

正确答案

(1) 0.1m/s2    (2) 0.2m/s    (3) 2×10-3J

试题分析: 设滑块沿轨道向左做匀加速运动的加速度为a,根据牛顿第二定律有

qE=ma       代入数据得a=0.1m/s2。

(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中,由动能定理有

qEx1       代入数据有v=0.2m/s。

(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能等于滑块由P点运动到Q点过程中电场力所做的功,即ΔE=qE(x1-x2)=2×10-3J。

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简答题

如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为mA、mB,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板.系统处于静止状态,现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,重力加速度为g,问:

(1)物块B刚要离开C时,弹簧形变量为多少?

(2)物块B刚要离开C时,物块A的加速度多大?

(3)从开始到物块B刚要离开C时的过程中,物块A的位移多大?

正确答案

(1)(2)(3)

试题分析:(1)当B刚要离开C时,弹簧处于伸长状态,对B根据物体的平衡条件得:

所以,

设此时A的加速度为a,对A应用牛顿第二定律有:

解得:

系统静止时,弹簧处于压缩状态,对A根据物体的平衡条件,弹簧的弹力大小为:

则弹簧的压缩量为:

物块A的位移即为弹簧长度的改变量:

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简答题

如图所示,一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道ABC,半径为R=0.5m,轨道在C处与粗糙的水平面相切,在D处有一质量m=1kg的小物体压缩着弹簧,在弹力的作用下以一定的初速度水平向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.25,物体通过C点后进入圆轨道运动,恰好能通过半圆轨道的最高点A,最后又落回水平面上的D点(g=10m/s2,不计空气阻力),

求:(1)物体到C点时的速度 ;

(2)弹簧对物体做的功。

正确答案

(1)5m/s(2)15J

试题分析:(1)物体恰好通过A点有:mg=m 

得vA=m/s

物块由C到A过程有:mg2R+mvA2=mvC2

vC="5m/s"

(2) 物体从A到D做平抛运动有2R=gt2

所以  SCD=vAt=1m

物块由D到C过程有W-μmg SCD =mvC2

W="15J"

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简答题

如图所示,用与水平方向成的恒力拉一个质量为的物体,由静止开始在水平地面沿直线运动,经过物体位移为,取重力加速度。试求:

(1)拉力对物体所做的功

(2)物体获得的动能

(3)物体与地面间的动摩擦因数

正确答案

(1)100J(2)50J(3)0.4

试题分析:(1)

(2)由

    

由动能定理得:   

根据牛顿第二定律:   

点评:本题难度较小,应首先分析受力情况和运动情况,确定研究对象和研究过程

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题型:填空题
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填空题

如图所示,将一根绳子跨过定滑轮,一质量50 kg的人将绳的一端系在身上,另一端握在手中,使他自己以2m/s2的加速度加速下降.若不计绳的质量及摩擦,则人拉绳子的力为________ N.(g="10" m/s2)

正确答案

200 N

设人拉绳子的力大小为T,根据牛顿第三定律,则绳子向上拉人的力大小也为T.

对人进行受力分析,应用牛顿第二定律,得

mg-2T=ma,解得T=="200" N.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,水平传送带以5m/s的恒定速度运动,传送带长L=7.5m,今在其左端A将一工件轻轻放在上面,工件被带动,传送到右端B,已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,试求:工件经多少时间由传送带左端A运动到右端B?(取g=10m/s2

正确答案

t=2.0s

试题分析:工件加速度为a,由牛顿第二定律有:

μmg=ma   (1)

传送带速度为v=5m/s。工件匀加速时间为t1

V=at1   (2)

工件匀加速运动的位移为x

X=at12   (3)

工件匀速运动的时间为t2 则有

Vt2=L-x    (4)

工件从A端运动到B端时间为t

t=t1+t   (5)

由(1)----(5)式可解得:t=2.0s

点评:本题关键根据运动学公式求解加速度和位移,再结合牛顿第二定律求解动摩擦因素.

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