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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量M=0.2kg的足够长木板静止在水平地面上,与地面间动摩擦因数μ1=0.1,另一质量m=0.1kg的小滑块以v0=8m/s初速度滑上长木板,滑块与长木板间动摩擦因数μ2=0.5,g=10m/s2,求:

(1)刚开始时小滑块的加速度大小为多少?

(2)刚开始时长木板的加速度大小为多少?

(3)小滑块最后停在距长木板左端多远的位置?

正确答案

解:(1)(2)设小滑块的加速度大小为a1,长木板的加速度大小为a2,由牛顿第二定律,对滑块,有:

μ2mg=ma1

解得:

对长木板,根据牛顿第二定律,有:

μ2mg-μ1(m+M)=Ma2

解得:

(3)设经过时间t滑块和长木板相对静止,故:

v=v0-a1

v=a2

解得:,v=

这段时间内小滑块的位移:

=m

长木板的位移:

=m

此后一起匀减速直线运动,故小滑块最后距离长木板左端:

答:(1)刚开始时小滑块的加速度大小为5m/s2

(2)刚开始时长木板的加速度大小为1m/s2

(3)小滑块最后停在距长木板左端m远的位置.

解析

解:(1)(2)设小滑块的加速度大小为a1,长木板的加速度大小为a2,由牛顿第二定律,对滑块,有:

μ2mg=ma1

解得:

对长木板,根据牛顿第二定律,有:

μ2mg-μ1(m+M)=Ma2

解得:

(3)设经过时间t滑块和长木板相对静止,故:

v=v0-a1

v=a2

解得:,v=

这段时间内小滑块的位移:

=m

长木板的位移:

=m

此后一起匀减速直线运动,故小滑块最后距离长木板左端:

答:(1)刚开始时小滑块的加速度大小为5m/s2

(2)刚开始时长木板的加速度大小为1m/s2

(3)小滑块最后停在距长木板左端m远的位置.

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题型: 单选题
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单选题

我国是一个能源消耗大国,节约能源刻不容缓.设有一架直升飞机以加速度a从地面由静止开始竖直向上起飞,已知飞机在上升过程中每秒钟的耗油量V=pa+q(p、q均为常数,a为向上的加速度),若直升飞机欲加速上升到某一高度处,且耗油量最小,则其加速度大小应为(  )

A

B

C

D

正确答案

B

解析

解:设匀加速直线运动的加速度为a,高度为h,由h=得,t=

则消耗的油量=

时,油量消耗最小.

解得a=

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一物体M从A点以某一初速度沿倾角α=37°的粗糙固定斜面向上运动,自顶端B点飞出后,垂直撞到高H=2.25m的竖直墙面上C点,又沿原轨迹返回.已知B、C两点的高度差h=0.45m,物体M与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2.试求:

(1)物体M沿斜面向上运动时的加速度大小;

(2)物体返回后B点时的速度;

(3)物体被墙面弹回后,从B点回到A点所需的时间.

正确答案

解:(1)物体M沿斜面向上运动时的加速度为a,由牛顿第二定律有:

mgsinθ+μmgcosθ=ma

代入数据得:a=8m/s2    

(2)物体从C点到B点做平抛运动,设落至B点时在竖直方向的速度为vBy

由平抛运动规律有:

代入数据得:=3m/s.    

由题意知,物体落在B点后刚好沿斜面下滑,则它落至B点时的速度方向沿斜面向下,与水平方向的夹角为37°                                  

大小为:           

(3)设物体从B点返回到A点过程中的加速度大小为a′,时间为t′,由牛顿第二定律得:

mgsinθ-μmgcosθ=ma′

代入数据得:a′=4m/s2   

由运动学公式有: 

代入数据得:t′=0.5s (-3s舍去)                              

答:(1)物体M沿斜面向上运动时的加速度大小为8m/s2

(2)物体返回后B点时的速度为5m/s;

(3)物体被墙面弹回后,从B点回到A点所需的时间为0.5s.

解析

解:(1)物体M沿斜面向上运动时的加速度为a,由牛顿第二定律有:

mgsinθ+μmgcosθ=ma

代入数据得:a=8m/s2    

(2)物体从C点到B点做平抛运动,设落至B点时在竖直方向的速度为vBy

由平抛运动规律有:

代入数据得:=3m/s.    

由题意知,物体落在B点后刚好沿斜面下滑,则它落至B点时的速度方向沿斜面向下,与水平方向的夹角为37°                                  

大小为:           

(3)设物体从B点返回到A点过程中的加速度大小为a′,时间为t′,由牛顿第二定律得:

mgsinθ-μmgcosθ=ma′

代入数据得:a′=4m/s2   

由运动学公式有: 

代入数据得:t′=0.5s (-3s舍去)                              

答:(1)物体M沿斜面向上运动时的加速度大小为8m/s2

(2)物体返回后B点时的速度为5m/s;

(3)物体被墙面弹回后,从B点回到A点所需的时间为0.5s.

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题型:填空题
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填空题

两个外形完全相同的小球,一个是实心铁球,一个是实心木球,用相同初速竖直向上抛出,若它们受到的空气阻力大小相等,则它们上升的最大高度h和h大小关系是h______h(填大于、小于或等于)它们回到抛出点时的速度大小关系是v______v

正确答案

大于

大于

解析

解:上升过程,根据动能定理,有:-(G+f)h=0-,变形得到:h=

铁球比木球重力大,阻力相同,初速度也相同,铁球上升的高度大;

对全程运用动能定理,得到:-2fh=

联立解得,故铁球的末速度也大;

故答案为:大于,大于.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•长春校级期末)光滑水平面上质量为m1=4kg和m2=6kg 的滑块,用不可伸长的细绳连接m1和m2,水平力F=30N作用在m2上,

求:

(1)系统运动的加速度;

(2)细绳中的张力.

正确答案

解:(1)对整体分析,根据牛顿第二定律得:F=(m1+m2)a

解得a==m/s2=3.0m/s2

(2)隔离对m1分析,根据牛顿第二定律得:

T=m1a=4×3N=12N.

所以细绳中的张力为12N.

答:(1)系统运动的加速度为3.0m/s2

(2)细绳中的张力为12N.

解析

解:(1)对整体分析,根据牛顿第二定律得:F=(m1+m2)a

解得a==m/s2=3.0m/s2

(2)隔离对m1分析,根据牛顿第二定律得:

T=m1a=4×3N=12N.

所以细绳中的张力为12N.

答:(1)系统运动的加速度为3.0m/s2

(2)细绳中的张力为12N.

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题型:简答题
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简答题

如图,用线将金属块M和木块m连在一起浸没入水中,从静止开始以加速度a加速下沉,经过时间t1,线断了,再经过时间t2,木块停止下沉,求此时金属块M的速度.

正确答案

解:以金属块与木块组成的系统为研究对象,取向下为正方向,由牛顿第二定律得系统的合力为:

F=(M+m)a,

对系统,由动量定理得:

F(t1+t2)=Mv+m•0

解得:金属块M的速度为:

v=a;

答:此时金属块M的速度是a.

解析

解:以金属块与木块组成的系统为研究对象,取向下为正方向,由牛顿第二定律得系统的合力为:

F=(M+m)a,

对系统,由动量定理得:

F(t1+t2)=Mv+m•0

解得:金属块M的速度为:

v=a;

答:此时金属块M的速度是a.

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题型:填空题
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填空题

一物体静止在光滑水平面上,先对物体施加一个水平向右的恒力F1,经过时间t物体运动到距离出发点为s的位置,此时立即撤去F1,同时对物体施加一水平向左的恒力F2,又经过相同的时间t,物体运动到距离出发点s/2的位置,在这一过程中力F1和F2的比可能是____________

正确答案

2:5

2:7

解析

解:由牛顿第二定律得:F1=ma1,F2=ma2

撤去F1时物体的速度为:v=a1t,

物体运动到距离出发点的位置,物体的位移可能是或-

由匀变速运动的位移公式得:

s=a1t2,-=vt-a2t2

解得:=

故答案为:2:5,2:7.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,传送带与水平面间的夹角为θ=37°,传送带以10m/s的速率皮带轮沿顺时针方向转动,在传送带上端A处无初速地放上质量为0.5kg的物体,它与传送带间的动摩擦因数为0.5,若传送带A到B的长度为16m,则物体从A运动到B的时间为多少?

正确答案

解:物体放上传送带,滑动摩擦力的方向先沿斜面向下.

根据牛顿第二定律得:

a1==gsin37°+μgcos37°=10×0.6+0.5×10×0.8m/s2=10m/s2

则速度达到传送带速度所需的时间:

t1==s=1s.

经过的位移:

x1=a1t12=×10×1m=5m.

由于mgsin37°>μmgcos37°,可知物体与传送带不能保持相对静止.

速度相等后,物体所受的摩擦力沿斜面向上.

根据牛顿第二定律得:

a2==gsin37°-μgcos37°=2m/s2

根据vt2+a2t22=L-x1,即10t2+×2×t22=11

解得t2=1s.

则t=t1+t2=2s.

答:物体从A运动到B的时间为2s.

解析

解:物体放上传送带,滑动摩擦力的方向先沿斜面向下.

根据牛顿第二定律得:

a1==gsin37°+μgcos37°=10×0.6+0.5×10×0.8m/s2=10m/s2

则速度达到传送带速度所需的时间:

t1==s=1s.

经过的位移:

x1=a1t12=×10×1m=5m.

由于mgsin37°>μmgcos37°,可知物体与传送带不能保持相对静止.

速度相等后,物体所受的摩擦力沿斜面向上.

根据牛顿第二定律得:

a2==gsin37°-μgcos37°=2m/s2

根据vt2+a2t22=L-x1,即10t2+×2×t22=11

解得t2=1s.

则t=t1+t2=2s.

答:物体从A运动到B的时间为2s.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,倾角为37°、足够长的斜面体固定在水平地面上,物块在沿斜面向上的恒定外力F作用下,从斜面上的A点由静止开始向上作匀加速运动,前进了4.0m抵达B点,此时速度为8m/s,并立即撤去外力F.已知物块与斜面间的动摩擦因数为0.5,物块质量为lkg.g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

(1)物块从A点运动到B点过程中的加速度;

(2)物块所受的外力F的大小;

(3)物块所能到达的最高点离A点的距离.

正确答案

解:(1)设外加恒力F时小木块的加速度为a1,由匀加速直线运动的规律得:

=2a1s1                

解得:

=8m/s2

(2)加速过程,对滑块受力分析,受推力、重力、支持力和摩擦力,根据牛顿第二定律,有:

F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1     

解得:F=mgsinθ+μmgcosθ+ma1=1×10×0.6+0.5×1×10×0.8+1×8=18N

(3)设小木块继续上滑的加速度大小为a2,由牛顿第二定律得:

mgsinθ+μmgcosθ=ma2

解得:a2=gsinθ+μgcosθ=10×0.6+0.5×10×0.8=10m/s2

还能上滑的距离:

S2===3.2m

物体所能达到的最高点离A点的距离为:

S=S1+S2=4+3.2=7.2m

答:(1)物块从A点运动到B点过程中的加速度为8m/s2

(2)木块所受的外力F为18N;

(3)物块所能到达的最高点离A点的距离为7.2m.

解析

解:(1)设外加恒力F时小木块的加速度为a1,由匀加速直线运动的规律得:

=2a1s1                

解得:

=8m/s2

(2)加速过程,对滑块受力分析,受推力、重力、支持力和摩擦力,根据牛顿第二定律,有:

F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1     

解得:F=mgsinθ+μmgcosθ+ma1=1×10×0.6+0.5×1×10×0.8+1×8=18N

(3)设小木块继续上滑的加速度大小为a2,由牛顿第二定律得:

mgsinθ+μmgcosθ=ma2

解得:a2=gsinθ+μgcosθ=10×0.6+0.5×10×0.8=10m/s2

还能上滑的距离:

S2===3.2m

物体所能达到的最高点离A点的距离为:

S=S1+S2=4+3.2=7.2m

答:(1)物块从A点运动到B点过程中的加速度为8m/s2

(2)木块所受的外力F为18N;

(3)物块所能到达的最高点离A点的距离为7.2m.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•广州月考)在粗糙水平面上,一电动玩具小车以v0=4m/s的速度做匀速直线运动,其正前方铺一块正方形薄片,边长为L=0.6m的正方形薄板,小车在到达薄板前某处立即刹车,靠惯性运动s=3m的距离后沿薄板一边的中垂线平滑地冲上薄板.小车与水平面以及薄板之间的动摩擦因数均为μ1=0.2,薄板与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1,小车质量M为薄板质量m的3倍,小车可看成质点,重力加速度g=10m/s2,求:

(1)小车冲上薄板时的速度大小;

(2)小车从刚冲上薄板到停止时的位移大小.

正确答案

解:(1)根据牛顿第二定律得,小车在水平面上刹车的加速度大小为:

=2m/s2

根据速度位移公式得:

解得:

(2)小车对薄板的摩擦力f11Mg=2M=6m,地面对薄板的摩擦力为:

f22(M+m)g=4m,

因为f1>f2,知薄板相对地面发生相对滑动.

小车在薄板上匀减速直线运动的加速度大小为:

薄板做匀加速直线运动的加速度为:

两者速度相等经历的时间为t1,有:v1-a2t1=a3t1

解得:

此时两者发生的相对位移为:

代入数据解得:△x=0.5m<L,

此时小车的位移为:m=0.75m,

相等的速度v=a3t1=2×0.5m/s=1m/s

然后两者一起做匀减速直线运动,匀减速运动的加速度为:

则一起匀减速直线运动的位移为:

所以小车从刚冲上薄板到停止时的位移大小为:x=x1+x2=0.75+0.5m=1.25m.

答:(1)小车冲上薄板时的速度大小为2m/s;

(2)小车从刚冲上薄板到停止时的位移大小为1.25m.

解析

解:(1)根据牛顿第二定律得,小车在水平面上刹车的加速度大小为:

=2m/s2

根据速度位移公式得:

解得:

(2)小车对薄板的摩擦力f11Mg=2M=6m,地面对薄板的摩擦力为:

f22(M+m)g=4m,

因为f1>f2,知薄板相对地面发生相对滑动.

小车在薄板上匀减速直线运动的加速度大小为:

薄板做匀加速直线运动的加速度为:

两者速度相等经历的时间为t1,有:v1-a2t1=a3t1

解得:

此时两者发生的相对位移为:

代入数据解得:△x=0.5m<L,

此时小车的位移为:m=0.75m,

相等的速度v=a3t1=2×0.5m/s=1m/s

然后两者一起做匀减速直线运动,匀减速运动的加速度为:

则一起匀减速直线运动的位移为:

所以小车从刚冲上薄板到停止时的位移大小为:x=x1+x2=0.75+0.5m=1.25m.

答:(1)小车冲上薄板时的速度大小为2m/s;

(2)小车从刚冲上薄板到停止时的位移大小为1.25m.

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