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题型:简答题
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简答题

如图甲所示,一个可视为质点的质量m=2kg的物块,在粗糙水平面上滑行,经过A点时物块速度为v0=12m/s,同时对其施加一与运动方向相反的恒力F,此后物块速度随时间变化的规律如图乙所示,取g=10m/s2.求:

(1)物块与水平面之间的动摩擦因数μ和所施加的恒力F大小;

(2)从施加恒力F开始,物块再次回到A点时的速度大小.

正确答案

解:(1)从图象可知,0~2s内物体做匀减速直线运动,加速度大小为:a1=6m/s2              

根据牛顿第二定律可知:

F+μmg=ma1… ①

2~4s内物体做反方向的匀加速直线运动,加速度大小为:a2=2 m/s2                  

根据牛顿第二定律可知:

F-μmg=ma2… ②

联立①②两式得:F=8N,μ=0.2

(2)由v-t图象可得匀减速阶段:x=12m        

反方向匀加速运动阶段:

解得:=6.92m/s   

答:(1)物块与水平面之间的动摩擦因数为0.2,所施加的恒力F大小为8N.

(2)物块再次回到A点时的速度大小为6.92m/s.

解析

解:(1)从图象可知,0~2s内物体做匀减速直线运动,加速度大小为:a1=6m/s2              

根据牛顿第二定律可知:

F+μmg=ma1… ①

2~4s内物体做反方向的匀加速直线运动,加速度大小为:a2=2 m/s2                  

根据牛顿第二定律可知:

F-μmg=ma2… ②

联立①②两式得:F=8N,μ=0.2

(2)由v-t图象可得匀减速阶段:x=12m        

反方向匀加速运动阶段:

解得:=6.92m/s   

答:(1)物块与水平面之间的动摩擦因数为0.2,所施加的恒力F大小为8N.

(2)物块再次回到A点时的速度大小为6.92m/s.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,水平地面上固定一个矩形斜面,斜面倾角θ为37°,斜面边长AB为0.4米,底边BC为0.3米.质量为lkg的小物体从斜面A处由静止起释放.

(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)若小物体沿斜面AB边匀加速下滑,且滑到斜面底端所需时间0.4s,求小物体与斜面之间的动摩擦因素μ

(2)若在释放小物体的同时,对小物体施加了一个大小为4.5N、平行于斜面方向的恒力F,使小物体沿斜面对角线AC做匀加速运动,求小物体在斜面上运动的加速度大小.

正确答案

解:(1)小物体沿AB边做初速为零的匀加速直线运动:

s=at2

0.4=a×0.42

得:a=5m/s2

根据牛顿第二定律可得:

gsinθ-μgcosθ=a

10×0.6-μ×10×0.8=5,

得:μ=0.125;

(2)使小物体沿AC做匀加速直线运动,只需Fy和G1y平衡,如图所示F方向有两种可能,

对应有两个加速度:

G1=mgsinθ=1×10×0.6=6N

G1y=G1sinθ=6×0.6=3.6N

G1x=Gcosθ=6×0.8=4.8N

f=μN=μmgcosθ=0.125×1×10×0.8=1N;

Fy=G1y=3.6N且F=4.5N,F与Fy间的夹角为37°

Fx=Fsin37°=4.5×0.6=2.7N;

情况①,F方向如图中①位置所示,

a===6.5m/s2

情况②,方向如图中②位置所示

a===1.1m/s2

即小物体在斜面上运动的加速度大小为6.5m/s2或1.1m/s2

答:(1)若小物体沿斜面AB边匀加速下滑,且滑到斜面底端所需时间0.4s,小物体与斜面之间的动摩擦因素μ为0.125;

(2)小物体在斜面上运动的加速度大小为6.5m/s2或1.1m/s2

解析

解:(1)小物体沿AB边做初速为零的匀加速直线运动:

s=at2

0.4=a×0.42

得:a=5m/s2

根据牛顿第二定律可得:

gsinθ-μgcosθ=a

10×0.6-μ×10×0.8=5,

得:μ=0.125;

(2)使小物体沿AC做匀加速直线运动,只需Fy和G1y平衡,如图所示F方向有两种可能,

对应有两个加速度:

G1=mgsinθ=1×10×0.6=6N

G1y=G1sinθ=6×0.6=3.6N

G1x=Gcosθ=6×0.8=4.8N

f=μN=μmgcosθ=0.125×1×10×0.8=1N;

Fy=G1y=3.6N且F=4.5N,F与Fy间的夹角为37°

Fx=Fsin37°=4.5×0.6=2.7N;

情况①,F方向如图中①位置所示,

a===6.5m/s2

情况②,方向如图中②位置所示

a===1.1m/s2

即小物体在斜面上运动的加速度大小为6.5m/s2或1.1m/s2

答:(1)若小物体沿斜面AB边匀加速下滑,且滑到斜面底端所需时间0.4s,小物体与斜面之间的动摩擦因素μ为0.125;

(2)小物体在斜面上运动的加速度大小为6.5m/s2或1.1m/s2

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为(  )

A0和

B和0

C和0

D都等于

正确答案

A

解析

解:在剪断绳子之前,A处于平衡状态,所以弹簧的拉力等于A的重力沿斜面的分力相等.在剪断上端的绳子的瞬间,绳子上的拉力立即减为零,而弹簧的伸长量没有来得及发生改变,故弹力不变仍为A的重力沿斜面上的分力.故A球的加速度为零;

在剪断绳子之前,对B球进行受力分析,B受到重力、弹簧对它斜向下的拉力、支持力及绳子的拉力,在剪断上端的绳子的瞬间,绳子上的拉力立即减为零,对B球进行受力分析,则B受到到重力、弹簧的向下拉力、支持力.所以根据牛顿第二定律得:aB==;故A正确;

故选:A.

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题型: 多选题
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多选题

如图甲所示,某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处,滑轮的质量和摩擦均不计,货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙所示.g表示当地的重力加速度大小,由图可以判断(  )

A图象与纵轴的交点M的值aM=g

B图象与横轴的交点N的值TN=mg

C图象的斜率等于物体的质量m

D图象的斜率等于物体质量的倒数

正确答案

B,D

解析

解:对货物受力分析,受重力mg和拉力T,根据牛顿第二定律,有

   T-mg=ma,得 a=-g

A、当T=0时,a=-g,即图线与纵轴的交点M的值aM=-g,故A错误;

B、当a=0时,T=mg,故图线与横轴的交点N的值TN=mg,故B正确;

C、D图线的斜率表示质量的倒数,故C错误,D正确;

故选BD.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•孝义市期末)如图,质量为m的木箱在推力F作用下沿水平面加速运动,F与水平面夹角为θ,木箱与水平面间的动摩擦因数为μ.

(1)作出木箱的受力图;

(2)求木箱的加速度的大小.

正确答案

解:(1)物体在地面上受重力、支持力、推力以及摩擦力的作用,受力分析如图所示;

(2)竖直方向根据平衡关系可知:

支持力为:N=mg+Fsinθ

摩擦力为:f=μN=μ(mg+Fsinθ)

由牛顿第二定律可得:Fcosθ-f=ma

解得:a== 

答:(1)木箱的受力图如图所示;

(2)木箱的加速度的大小为

解析

解:(1)物体在地面上受重力、支持力、推力以及摩擦力的作用,受力分析如图所示;

(2)竖直方向根据平衡关系可知:

支持力为:N=mg+Fsinθ

摩擦力为:f=μN=μ(mg+Fsinθ)

由牛顿第二定律可得:Fcosθ-f=ma

解得:a== 

答:(1)木箱的受力图如图所示;

(2)木箱的加速度的大小为

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题型: 单选题
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单选题

设洒水车的牵引力不变,所受阻力与车重成正比,洒水车在平直路面上行驶,原来是匀速的,开始洒水后,它的运动情况将是(  )

A继续做作匀速直线运动

B做匀加速直线运动

C做加速度逐渐变小的变加速直线运动

D做加速度逐渐变大的变加速直线运动

正确答案

D

解析

解:设洒水车的牵引力为F,洒水车的质量为m,阻力为kmg,由牛顿第二定律有

F-kmg=ma

得,a=-kg

开始时F=kmg,a=0,随着m减小,a逐渐增大,故酒水车做加速度逐渐增大的加速运动.故ABC错误,D正确;

故选:D

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,吊篮A,物体B、物体C的质量分别为m、3m、2m.B和C分别固定在弹簧两端,弹簧的质量不计.B和C在吊篮的水平底板上处于静止状态.将悬挂吊篮的轻绳剪断的瞬间(  )

A吊篮A的加速度大小为2g

B物体B的加速度大小为g

C物体C的加速度大小为2g

DA、B、C的加速度大小都等于g

正确答案

A,C

解析

解:A、弹簧开始的弹力F=3mg,剪断细线的瞬间,弹力不变,

将C和A看成一个整体,根据牛顿第二定律得,

aAC==2g,即A、C的加速度均为2g.故A正确、C正确.

B、剪断细线的瞬间,弹簧弹力不变,B的合力仍然为零,则B的加速度为0.故BD错误.

故选:AC

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,质量20kg的小物块(可视为质点)以速度4m/s水平向右进入转送带,传送带向左传动、速率为3m/s,两皮带轮轴心间的距离是9m,已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.1.对此,下列说法中正确是(  )

A物体将从传送带的左边离开

B特体将从传送带的右边离开

C物块离开传送带的速度为3m/s

D物块离开传送带的速度为4m/s

正确答案

A,C

解析

解:A、B、滑块向右运动是减速,先假设皮带足够长,根据牛顿第二定律,有:

a=

根据速度位移关系公式,有:

-v2=2(-a)x

解得:x=

故没有到达最右端速度即减为零,此后在传送带的作用下向左运动,故从左边滑出,故A正确,B错误;

C、如果向左一直加速,末速度为4m/s,但传送带速度为3m/s,小于滑块的初速度,故滑块速度增加到3m/s后即与传送带间无摩擦,一起做匀速运动,故离开传送带的速度为3m/s,故C正确,D错误;

故选:AC.

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题型:简答题
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简答题

如图,水平传送带两个转动轴轴心相距20m,正在以v=4.0m/s的速度匀速传动,某物块(可视为质点)与传送带之间的动摩擦因数为0.1,将该物块从传送带左端无初速地轻放在传送带上,则经过多长时间物块将到达传送带的右端?(g=10m/s2

正确答案

解:物块放到传送带上后先做匀加速运动,若传送带足够长,匀加速运动到与传送带同速后再与传送带一同向前做匀速运动.

物块匀加速时的加速度为μmg=ma

a=μg=0.1×10m/s2=1m/s2

物块匀加速到和传送带具有相同速度所需时间为间

v=at1

物块匀加速位移

∵20m>8m∴以后小物块匀速运动

物块匀速运动的时间

∴物块到达传送带又端的时间为:t=t1+t2=4+3s=7s

答:经过7s物块将到达传送带的右端

解析

解:物块放到传送带上后先做匀加速运动,若传送带足够长,匀加速运动到与传送带同速后再与传送带一同向前做匀速运动.

物块匀加速时的加速度为μmg=ma

a=μg=0.1×10m/s2=1m/s2

物块匀加速到和传送带具有相同速度所需时间为间

v=at1

物块匀加速位移

∵20m>8m∴以后小物块匀速运动

物块匀速运动的时间

∴物块到达传送带又端的时间为:t=t1+t2=4+3s=7s

答:经过7s物块将到达传送带的右端

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题型:简答题
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简答题

如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ=,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点.用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子与斜面平行,A的质量为4kg,B的质量为2kg,初始时物体A到C点的距离为L=1m.现给A、B一初速度v0=3m/s使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点.已知重力加速度为g=10m/s2,不计空气阻力,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,求此过程中:

(1)物体A沿斜面向下运动时的加速度大小;

(2)物体A向下运动刚到C点时的速度大小;

(3)弹簧的最大压缩量和弹簧中的最大弹性势能.

正确答案

解:(1)物体A沿斜面向下运动时,B向上做运动,两者加速度大小相等,以AB整体为研究对象,根据牛顿第二定律得

   a=

代入解得  a=-2.5m/s2

(2)由v2-=2aL得 v==2m/s

(3)设弹簧的最大压缩量为x.物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点,整个过程中,弹簧的弹力和重力对A做功均为零.设A的质量为mA,B的质量为mB,根据动能定理得

-μ•mAgcosθ•2x=0-•(mA+mB)v2

代入数据解得:x=0.4m

弹簧从压缩最短到恰好能弹到C点的过程中,对系统根据能量关系有

   Ep+mBgx=mAgxsinθ+μ•mAgcosθ•x

因为mBgx=mAgxsin θ

所以Ep=μ•mAgcosθ•x=6J

答:

(1)物体A沿斜面向下运动时的加速度大小是2.5m/s2

(2)物体A向下运动刚到C点时的速度大小是2m/s;

(3)弹簧的最大压缩量是0.4m,弹簧中的最大弹性势能是6J.

解析

解:(1)物体A沿斜面向下运动时,B向上做运动,两者加速度大小相等,以AB整体为研究对象,根据牛顿第二定律得

   a=

代入解得  a=-2.5m/s2

(2)由v2-=2aL得 v==2m/s

(3)设弹簧的最大压缩量为x.物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点,整个过程中,弹簧的弹力和重力对A做功均为零.设A的质量为mA,B的质量为mB,根据动能定理得

-μ•mAgcosθ•2x=0-•(mA+mB)v2

代入数据解得:x=0.4m

弹簧从压缩最短到恰好能弹到C点的过程中,对系统根据能量关系有

   Ep+mBgx=mAgxsinθ+μ•mAgcosθ•x

因为mBgx=mAgxsin θ

所以Ep=μ•mAgcosθ•x=6J

答:

(1)物体A沿斜面向下运动时的加速度大小是2.5m/s2

(2)物体A向下运动刚到C点时的速度大小是2m/s;

(3)弹簧的最大压缩量是0.4m,弹簧中的最大弹性势能是6J.

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题型:简答题
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简答题

如图甲所示,质量m=1kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从进行开始沿斜面向下运动,t=0.5s时撤去拉力,利用速度传感器得到其速度随时间变化关系图象(v-t图象)如图乙所示,g取10m/s2.求:

(1)物块向上运动的最大位移大小;

(2)0-2s内的平均速度的大小.

正确答案

解:(1)由图乙可知,物块上升的位移为:s1==1m;

(2)物块下滑的距离为:s2==0.5m;

所以2s内的位移为:s=s1-s2=1-0.5=0.5m;

平均速度为:v===0.25m/s;

答:(1)物块向上运动的最大位移大小为1m;

(2)0-2s内的平均速度的大小为0.25m/s

解析

解:(1)由图乙可知,物块上升的位移为:s1==1m;

(2)物块下滑的距离为:s2==0.5m;

所以2s内的位移为:s=s1-s2=1-0.5=0.5m;

平均速度为:v===0.25m/s;

答:(1)物块向上运动的最大位移大小为1m;

(2)0-2s内的平均速度的大小为0.25m/s

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题型:填空题
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填空题

某同学用弹簧秤称一木块,重5N,把木块放在水平桌面上,用弹簧秤水平地向右拉木块,当弹簧秤读数为1N时,木块未被拉动,这时木块受到的摩擦力大小为______N;当弹簧秤读数为2N时,木块恰好作匀速直线运动,过一会儿将弹簧秤的拉力撤除,此时木块的加速度大小为______m/s2

正确答案

1

4

解析

解:当弹簧秤读数为1N时,木块未被拉动,木块水平方向受到拉力和静摩擦力,二力平衡,则这时木块受到的摩擦力大小为 f1=F1=1N

当弹簧秤读数为2N时,木块恰好作匀速直线运动,所受的滑动摩擦力为 f2=F2=2N

将弹簧秤的拉力撤除时,滑动摩擦力不变,由牛顿第二定律得:

   a===4m/s2

故答案为:1,4.

1
题型: 多选题
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多选题

在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着这列车厢以大小为a的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为(  )

A8

B10

C15

D18

正确答案

B,C

解析

解:设PQ两边的车厢数为P和Q,

当机车在东边拉时,根据牛顿第二定律可得,F=Pm•a,

当机车在西边拉时,根据牛顿第二定律可得,F=Qm•a,

根据以上两式可得,

即两边的车厢的数目可能是2和3,或4和6,或6和9,或8和12,等等,

所以总的车厢的数目可能是5、10、15、20,

所以可能的是BC.

故选:BC.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行.初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如图乙所示.已知v2>v1,则下列说法中正确的是(  )

At1时刻,小物块离A处的距离达到最大

B0~t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左

Ct2~t3时间内,小物块受到水平向左的静摩擦力作用

D若v1>v2,则小物块回到A处的速度为v2

正确答案

A,D

解析

解:A、由乙图知:物体先向左做匀减速运动,然后向右做匀加速运动,直到速度与传送带相同,做匀速运动.故t1时刻,小物块离A处的距离达到最大.由图线与坐标轴围成的面积表示位移知:Smax=v2t1,故A正确.

B、0-t2时间内,物块相对传送带一直向左运动,受到的滑动摩擦力方向一直向右,大小为f=μmg保持不变.故B错误.

C、t2-t3时间内,小物块相对于传送带静止向右做匀速运动,不受摩擦力.故C错误;

D、若v1>v2,则小物块先减速后反向加速,往返过程对地位移相同;故回到A处的速度仍为v2.故D正确.

故选:AD.

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题型:填空题
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填空题

如图,质量1kg的小物块受到平行斜面向上的拉力F,沿斜面做匀加速运动,其初速度大小为2m/s,2s内物块的位移大小为10m.已知斜面倾角为37°,物块与斜面之间的动摩擦因数为0.1.则物块加速度的大小为______m/s2,拉力F的大小为______ N.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

正确答案

3

9.8或2.2

解析

解:根据运动学基本公式得:

x=

解得:a=

对物块进行受力分析,若物块向上加速运动,则

根据牛顿第二定律得:

a=

带入数据解得:F=9.8N

若物块向下加速运动,则

根据牛顿第二定律得:

a=

带入数据解得:F=2.2N

故答案为:3;9.8或2.2.

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