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题型: 单选题
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单选题

静止置于水平地面的一物体质量为m=57kg,与水平地面间的动摩擦因数为0.43,在F=287N的水平拉力作用下做匀变速直线运动,则由此可知物体在运动过程中第5个7秒内的位移与第11个3秒内的位移比为(  )

A2:1

B1:2

C7:3

D3:7

正确答案

C

解析

解:物体水平方向受到水平拉力F和滑动摩擦力作用而做初速度为零的匀加速直线运动.

设物体的加速度大小为a,第1s内的位移为x,

根据位移公式x=得知,物体在第1个7秒内的位移为x1=49x,第1个3秒内的位移为x2=9x,

根据初速度为零的匀加速直线运动的推论得知,第5个7秒内的位移为x3=(2×5-1)x1=9x1=9×49x,第11个3秒内的位移为x4=(2×11-1)x2=21x2=21×9x,

所以第5个7秒内的位移与第11个3秒内的位移之比为x3:x4=(9×49x):(21×9x)=7:3.

故选C

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题型:填空题
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填空题

在水平地面上有一木块,质量为m,它与地面间的滑动摩擦系数为μ.物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动,经过时间t后撤去力F物体又前进了时间2t才停下来.这个力F的大小为______

正确答案

3μmg

解析

解:在F作用下的加速度为:=

撤去F后的加速度大小为:

根据v=at知,因为加速的时间和减速的时间之比为1:2,则匀加速和匀减速运动的加速度大小为2:1,

所以

解得:F=3μmg.

故答案为:3μmg.

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题型:简答题
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简答题

如图,质量m为10kg的物体,放在水平地面上,在20N的水平拉力F1作用下,物体沿水平地面做匀速直线运动,若改用与水平方向成37°斜向上的拉力F2,则要使物体仍保

持匀速直线运动,求物体与水平地面间的动摩擦因数及拉力F2的大小(g=10m/s2).

正确答案

解:用水平力拉物体时,物体受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力,根据平衡条件,有:F1=f

又 f=μmg,

解得:μ===0.2

改用斜向上的拉力F2拉物体时,对物块受力分析,由平衡条件得:

水平方向有:Fcos37°=f′…①

竖直方向有:N′+Fsin37°=mg…②

又 f′=μN′…③

解以上各式得:F=

代入数据,解得:F2=N

答:物体与水平地面间的动摩擦因数是0.2,拉力F2的大小是N.

解析

解:用水平力拉物体时,物体受重力、支持力、拉力和滑动摩擦力,根据平衡条件,有:F1=f

又 f=μmg,

解得:μ===0.2

改用斜向上的拉力F2拉物体时,对物块受力分析,由平衡条件得:

水平方向有:Fcos37°=f′…①

竖直方向有:N′+Fsin37°=mg…②

又 f′=μN′…③

解以上各式得:F=

代入数据,解得:F2=N

答:物体与水平地面间的动摩擦因数是0.2,拉力F2的大小是N.

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题型:填空题
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填空题

一物体置于光滑水平面上,受24N水平拉力作用,从静止出发经过2s速度增加到24m/s,则此物体的质量为______kg.

正确答案

2

解析

解:物体在水平拉力作用下做匀加速直线运动,加速度为:

a===12m/s2

由牛顿第二定律得:F=ma

所以此物体的质量为:m===2kg

故答案为:2

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题型: 多选题
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多选题

如图甲所示,物体原来静止在水平面上,用一水平力F拉物体,在F从0开始逐渐增大的过程中,物体先静止后又做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示.根据图乙中所标出的数据可计算出(  )

A物体的质量

B物体与水平面间的动摩擦因数

C在F为14N时,物体的速度

D在F为14N前,物体的位移

正确答案

A,B

解析

解:A、物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力,

根据牛顿第二定律得:F-μmg=ma,解得:a=-μg,

由a与F图线,得到:0.5=-10μ    ①,4=-10μ    ②,

①②联立得,m=2Kg,μ=0.3,故AB正确;

C、由于物体先静止后又做变加速运动,无法利用匀变速直线运动规律求速度和位移,又F为变力无法求F得功,从而也无法根据动能定理求速度,故CD错误;

故选AB.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一水平传送装置由轮半径均为R=m的主动轮Q1和从动轮Q2及传送带等构成.两轮轴心相距lAB=8.0m,轮与传送带不打滑.现用此装置运送一袋面粉,已知这袋面粉与传送带之间的动摩擦因数μ=0.4,这袋面粉中的面粉可不断地从袋中渗出.(g取10m/s2) 

(1)当传送带以4.0m/s的速度匀速运动时,将这袋面粉由左端Q2正上方的A点轻放在传送带上后,这袋面粉由A端运送到Q1正上方的B端所用的时间为多少?

(2)要想尽快将这袋面粉由A端送到B端(设初速度仍为零),主动轮Q1的转速至少应为多大?

(3)由于面粉的渗漏,在运送这袋面粉的过程中会在深色传送带上留下白色痕迹,这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长能有多长(设袋的初速度仍为零)?此时主动轮的转速应满足何种条件?

正确答案

解:设面粉袋的质量为m,其在与传送带产生相对滑动的过程中所受的摩擦力f=μmg

故而其加速度为:a==μg=4.0 m/s2

(1)若传送带的速度v=4.0 m/s,则:

面粉袋加速运动的时间t1==1.0 s

在t1时间内面粉袋的位移s1=at=2.0 m

其后以v=4.0 m/s的速度做匀速运动

s2=lAB-s1=vt2

解得:t2=1.5 s

故这袋面粉运动的总时间为:t=t1+t2=2.5 s.

(2)要想时间最短,面粉袋应一直向B端做加速运动,由lAB=at′2可得:t′=2.0 s

此时传送带的运转速度最小为:v′=at′=8.0 m/s

v=ωr=2πnR可得:转速的最小值n=240 r/min(或4 r/s).

(3)传送带的速度越大,“痕迹”越长.当面粉的痕迹布满整条传送带时,痕迹达到最长.即痕迹长△s=2l+2πR=18.0 m

在面粉袋由A端运动到B端的时间内,传送带运转的距离s=△s+lAB=26.0 m

又由(2)已知t′=2.0 s

故而有:2πn′R≥

则:n′≥390 r/min(或6.5 r/s).

答:(1)这袋面粉由A端运送到Q1正上方的B端所用的时间为2.5s.

(2)转速的最小值n=240 r/min.

(3)这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长能有18.0m,此时主动轮的转速n′≥390 r/min.

解析

解:设面粉袋的质量为m,其在与传送带产生相对滑动的过程中所受的摩擦力f=μmg

故而其加速度为:a==μg=4.0 m/s2

(1)若传送带的速度v=4.0 m/s,则:

面粉袋加速运动的时间t1==1.0 s

在t1时间内面粉袋的位移s1=at=2.0 m

其后以v=4.0 m/s的速度做匀速运动

s2=lAB-s1=vt2

解得:t2=1.5 s

故这袋面粉运动的总时间为:t=t1+t2=2.5 s.

(2)要想时间最短,面粉袋应一直向B端做加速运动,由lAB=at′2可得:t′=2.0 s

此时传送带的运转速度最小为:v′=at′=8.0 m/s

v=ωr=2πnR可得:转速的最小值n=240 r/min(或4 r/s).

(3)传送带的速度越大,“痕迹”越长.当面粉的痕迹布满整条传送带时,痕迹达到最长.即痕迹长△s=2l+2πR=18.0 m

在面粉袋由A端运动到B端的时间内,传送带运转的距离s=△s+lAB=26.0 m

又由(2)已知t′=2.0 s

故而有:2πn′R≥

则:n′≥390 r/min(或6.5 r/s).

答:(1)这袋面粉由A端运送到Q1正上方的B端所用的时间为2.5s.

(2)转速的最小值n=240 r/min.

(3)这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长能有18.0m,此时主动轮的转速n′≥390 r/min.

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•兰州校级期末)A、B两球的质量均为m,两球之间用轻弹簧相连,放在光滑的水平地面上,A球左侧靠墙.用力F向左推B球将弹簧压缩,如图所示.然后突然将力F撤去,在撤去力F的瞬间,A、B两球的加速度分别为(  )

A0  0

B0   

C  

D 

正确答案

B

解析

解:开始弹簧的弹力F=F,

撤去F后,弹簧的弹力不变,对A分析,在水平方向上受弹簧的弹力和墙壁的弹力,合力为零,则A的加速度为零.

对B,根据牛顿第二定律得,,方向向右.故B正确,A、C、D错误.

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•寿县校级期末)一传送带装置如图所示,其中AB段是水平的,长度LAB=4m,BC段是倾斜的,长度LBC=5m,倾角为θ=37°,AB和BC在B点通过一段极短的圆弧连接(图中未画出圆弧),传送带以v=4m/s的恒定速率顺时针运转.已知工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2.现将一个工件(可看作质点)无初速地放在A点.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)工件第一次到达B点所用的时间;

(2)工件运动了23s时距A点右侧的水平距离.

正确答案

解:(1)工件刚放在水平传送带上的加速度为a1

由牛顿第二定律得μmg=ma1

解得a1=μg=5 m/s2

经t1时间与传送带的速度相同,则t1==0.8 s

前进的位移为x1=a1t12=1.6 m

此后工件将与传送带一起匀速运动至B点,用时t2==0.6 s

所以工件第一次到达B点所用的时间t=t1+t2=1.4 s

(2)设工件上升的最大高度为h,由动能定理得

(μmgcos θ-mgsin θ)•=0-

解得h=2.4 m

工件沿传送带向上运动的时间为t3==2 s

此后由于工件在传送带的倾斜段运动时的加速度相同,在传送带的水平段运动时的加速度也相同,故工件将在传送带上做往复运动,其周期为T

T=2t1+2t3=5.6 s

工件从开始运动到第一次返回传送带的水平部分,且速度变为零所需时间

t0=2t1+t2+2t3=6.2 s

而23 s=t0+3T

这说明经23 s工件恰好运动到传送带的水平部分,且速度为零.

故工件在A点右侧,到A点的距离x=LAB-x1=2.4 m

答:(1)工件第一次到达B点所用的时间是1.4 s

(2)工件运动了23s时所在的位置是工件在A点右侧,到A点的距离是2.4 m.

解析

解:(1)工件刚放在水平传送带上的加速度为a1

由牛顿第二定律得μmg=ma1

解得a1=μg=5 m/s2

经t1时间与传送带的速度相同,则t1==0.8 s

前进的位移为x1=a1t12=1.6 m

此后工件将与传送带一起匀速运动至B点,用时t2==0.6 s

所以工件第一次到达B点所用的时间t=t1+t2=1.4 s

(2)设工件上升的最大高度为h,由动能定理得

(μmgcos θ-mgsin θ)•=0-

解得h=2.4 m

工件沿传送带向上运动的时间为t3==2 s

此后由于工件在传送带的倾斜段运动时的加速度相同,在传送带的水平段运动时的加速度也相同,故工件将在传送带上做往复运动,其周期为T

T=2t1+2t3=5.6 s

工件从开始运动到第一次返回传送带的水平部分,且速度变为零所需时间

t0=2t1+t2+2t3=6.2 s

而23 s=t0+3T

这说明经23 s工件恰好运动到传送带的水平部分,且速度为零.

故工件在A点右侧,到A点的距离x=LAB-x1=2.4 m

答:(1)工件第一次到达B点所用的时间是1.4 s

(2)工件运动了23s时所在的位置是工件在A点右侧,到A点的距离是2.4 m.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,工人用绳索拉铸件,铸件的质量是20kg,铸件与地面间的动摩擦因数是0.25.工人用80N的力拉动铸件,从静止开始在水平面上前进,绳与水平方向的夹角为θ=37°并保持不变,经4s后松手.(g=10m/s2)求:

(1)松手前铸件的加速度;

(2)松手后铸件还能前进的距离.

正确答案

解:(1)根据牛顿第二定律得,松手前铸件的加速度a==m/s2=1.3m/s2

(2)松手时铸件的速度v=a1t=1.3×4m/s=5.2m/s,

松手后的加速度大小

则松手后铸件还能滑行的距离x=

答:(1)松手前铸件的加速度为1.3m/s2

(2)松手后铸件还能前进的距离为5.408m.

解析

解:(1)根据牛顿第二定律得,松手前铸件的加速度a==m/s2=1.3m/s2

(2)松手时铸件的速度v=a1t=1.3×4m/s=5.2m/s,

松手后的加速度大小

则松手后铸件还能滑行的距离x=

答:(1)松手前铸件的加速度为1.3m/s2

(2)松手后铸件还能前进的距离为5.408m.

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题型:简答题
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简答题

法国人劳伦特•菲舍尔在澳大利亚伯斯的冒险世界进行了超高空特技跳水表演,他从30m高的塔上跳下,假设他以5m/s的初速度竖直向下离开塔顶,并准确地落入水池中.已知:他在空气中运行时,空气对他的阻力是他重力的0.2倍;落入水中后,水对他的阻力(包括浮力)是他重力的3.5倍.试计算需要准备一个至少多深的水池?(菲舍尔可视为质点,g取10m/s2

正确答案

解:当人在空气中时,受到重力和空气阻力的作用,由牛顿第二定律得:

mg-f=ma1

解得加速度:

m/s2.       

在空气向下运动的过程中,由运动学公式:

解得到达水面时的速度:

m2/s2.   

人在水中时,受到重力和水的阻力的作用,由牛顿第二定律得:

f′-mg=ma2

得加速度:

m/s2                

在水中向下运动的过程中,由运动学公式:

v2=2a2h2

得进入水下的深度为:

故水池最小深度应该为10.1m.

答:应准备一个至少10.1m深的水池.

解析

解:当人在空气中时,受到重力和空气阻力的作用,由牛顿第二定律得:

mg-f=ma1

解得加速度:

m/s2.       

在空气向下运动的过程中,由运动学公式:

解得到达水面时的速度:

m2/s2.   

人在水中时,受到重力和水的阻力的作用,由牛顿第二定律得:

f′-mg=ma2

得加速度:

m/s2                

在水中向下运动的过程中,由运动学公式:

v2=2a2h2

得进入水下的深度为:

故水池最小深度应该为10.1m.

答:应准备一个至少10.1m深的水池.

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