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题型:简答题
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简答题

质量为1kg的物体,当t=0时,初速度为零,并处在坐标原点位置,从t=0开始受到一个沿x轴正方向呈周期性变化的外力作用(不再考虑其他力的作用),力变化情况如图所示.求:

(1)2s末时物体的速度大小?

(2)前3s内物体的位移大小?

正确答案

解:由牛顿第二定律可知,物体的加速度的大小为:a===2m/s2

物体在第一秒内向正方向做加速度为2m/s2的匀加速运动,

第二秒内做匀速直线运动,第三秒内向正方向做加速度为2m/s2的匀加速运动;

(1)在第一秒内有:末速度为:v=at=2m/s

位移为:s1=at2=×2×12=1m,

在第二秒内有:位移为:s2=vt=2×1=2m,

末速度为:v1=v=2m/s;

(2)在第三秒内,

位移为:s3=vt+at2=2×1+×2×12=3m,

在3s内的位移为:s=s1+s2+s3=6m;

答:(1)2s末时物体的速度大小为2m/s;

(2)前3s内物体的位移大小为6m.

解析

解:由牛顿第二定律可知,物体的加速度的大小为:a===2m/s2

物体在第一秒内向正方向做加速度为2m/s2的匀加速运动,

第二秒内做匀速直线运动,第三秒内向正方向做加速度为2m/s2的匀加速运动;

(1)在第一秒内有:末速度为:v=at=2m/s

位移为:s1=at2=×2×12=1m,

在第二秒内有:位移为:s2=vt=2×1=2m,

末速度为:v1=v=2m/s;

(2)在第三秒内,

位移为:s3=vt+at2=2×1+×2×12=3m,

在3s内的位移为:s=s1+s2+s3=6m;

答:(1)2s末时物体的速度大小为2m/s;

(2)前3s内物体的位移大小为6m.

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题型:简答题
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简答题

将粉笔头A轻放在以2m/s的恒定速度运动的足够长水平传送带上后,传送带上留下一条长度为4m的划线,若使该传送带改做加速度大小为l.5m/s2的匀减速运动直至速度为零,并且在传送带开始做匀减速运动的同时,将另一粉笔头B轻放在传送带上,求

(1)粉笔头B在传送带上留下的划线的长度?

(2)粉笔头B停止在传送带上的位置与传送带上划线起点间的距离为多少?( A、B粉笔头与传送带之间的动摩擦因数相同)

正确答案

解:(1).煤块A在传送带上运动,设其加速度为a,加速时间为t,则有:

vt-at2=4 m,

at=2 m/s,

解得:a=0.5 m/s2

若传送带做匀减速运动,设煤块B的加速时间为t1,则有:

v1=at1=v-a′t1

所以有:t1=s=1 s

此时煤块B在传送带上留下的擦痕长为:

L=x传送带-x煤块=(vt1-)-=1 m

(2)达到共同速度v=at=0.5m/s2后,传送带继续以a0减速,粉笔头B以a减速,粉笔头相对于传送带沿划线向回划的距离为:

所以,粉笔头B停止在传送带上的位置与传送带上划线起点间的距离为m

答:(1)粉笔头B在传送带上留下的划线的长度为1m

(2)粉笔头B停止在传送带上的位置与传送带上划线起点间的距离为

解析

解:(1).煤块A在传送带上运动,设其加速度为a,加速时间为t,则有:

vt-at2=4 m,

at=2 m/s,

解得:a=0.5 m/s2

若传送带做匀减速运动,设煤块B的加速时间为t1,则有:

v1=at1=v-a′t1

所以有:t1=s=1 s

此时煤块B在传送带上留下的擦痕长为:

L=x传送带-x煤块=(vt1-)-=1 m

(2)达到共同速度v=at=0.5m/s2后,传送带继续以a0减速,粉笔头B以a减速,粉笔头相对于传送带沿划线向回划的距离为:

所以,粉笔头B停止在传送带上的位置与传送带上划线起点间的距离为m

答:(1)粉笔头B在传送带上留下的划线的长度为1m

(2)粉笔头B停止在传送带上的位置与传送带上划线起点间的距离为

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题型: 多选题
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多选题

一辆汽车保持恒定速率驶过一座圆弧形凸桥,在此过程中,汽车一定是(  )

A做匀变速运动

B所受合外力为零

C加速度大小恒定

D做变加速运动

正确答案

C,D

解析

解:汽车做匀速圆周运动所由牛顿第二定律:F==ma向心

AD、由于汽车做匀速圆周运动,所以加速度始终指向圆心,即加速度的方向一直在发生变化,所以汽车做的不是匀变速运动,而是做变加速运动,故A错误,D正确.

B、由于匀速圆周运动需要向心力,所以汽车受到的合外力不为零,合外力提供向心力,故B错误.

C、汽车的向心加速度:a向心=,由于汽车做匀速圆周运动,所以v的大小不变,即加速度大小恒定,故C正确.

故选:CD

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题型: 单选题
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单选题

(2015秋•珠海期末)如图所示,小车沿水平面以a=2g的加速度向右做匀加速直线运动,车的右端固定一根铁杆,铁杆始终保持水平面成θ角,杆的顶端固定着一只质量为m的小球,则杆对小球的作用力大小是(  )

A2mg

Bmgtanθ

Cmgtanθ

Dmg

正确答案

D

解析

解:由于球被固定在杆上,故与车具有相同的加速度a,以球为研究对象,根据其受力和运动情况可知小球的加速度a由小球重力mg和杆对小球的作用力F的合力提供,物体受力情况如图所示,因球的加速度与小车的加速度相同;则可知合力方向水平向右.

则由几何关系可知,T==mg;

故选:D.

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题型:简答题
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简答题

摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米.电梯的简化模型如图1所示.考虑安全、舒适、省时等因素,电梯的加速度a是随时间t变化的,已知电梯在t=0时由静止开始上升,a─t图象如图2所示.电梯总质量m=2.0×103kg.忽略一切阻力,重力加速度g取10m/s2

(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2

(2)类比是一种常用的研究方法.对于直线运动,教科书中讲解了由υ─t图象求位移的方法.请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图2所示a─t图象,求电梯在第1s内的速度改变量△υ1和第2s末的速率υ2

(3)求电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率P;再求在0─11s时间内,拉力和重力对电梯所做的总功W.

正确答案

解;(1)由牛顿第二定律,有 F-mg=ma

由a─t图象可知,F1和F2对应的加速度分别是a1=1.0m/s2,a2=-1.0m/s2

  F1=m(g+a1)=2.0×103×(10+1.0)N=2.2×104N

  F2=m(g+a2)=2.0×103×(10-1.0)N=1.8×104N

(2)通过类比可得,电梯的速度变化量等于第1s内a─t图线下的面积

△v1=0.50m/s

同理可得,△v2=v2-v0=1.5m/s

v0=0,第2s末的速率v2=1.5m/s

(3)由a─t图象可知,11s~30s内速率最大,其值等于0~11s内a─t图线下的面积,有

  vm=10m/s

此时电梯做匀速运动,拉力F等于重力mg,所求功率

P=Fvm=mg•vm=2.0×103×10×10W=2.0×105W

由动能定理,总功

W=Ek2-Ek1=mvm2-0=×2.0×103×102J=1.0×105J

答:

(1)电梯在上升过程中受到的最大拉力F1是2.2×104N,最小拉力F2是1.8×104N.

(2)电梯在第1s内的速度改变量△v1是0.50m/s,第2s末的速率v2是1.5m/s.

(3)电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率P为2.0×105W;在0─11s时间内,拉力和重力对电梯所做的总功W是1.0×105J.

解析

解;(1)由牛顿第二定律,有 F-mg=ma

由a─t图象可知,F1和F2对应的加速度分别是a1=1.0m/s2,a2=-1.0m/s2

  F1=m(g+a1)=2.0×103×(10+1.0)N=2.2×104N

  F2=m(g+a2)=2.0×103×(10-1.0)N=1.8×104N

(2)通过类比可得,电梯的速度变化量等于第1s内a─t图线下的面积

△v1=0.50m/s

同理可得,△v2=v2-v0=1.5m/s

v0=0,第2s末的速率v2=1.5m/s

(3)由a─t图象可知,11s~30s内速率最大,其值等于0~11s内a─t图线下的面积,有

  vm=10m/s

此时电梯做匀速运动,拉力F等于重力mg,所求功率

P=Fvm=mg•vm=2.0×103×10×10W=2.0×105W

由动能定理,总功

W=Ek2-Ek1=mvm2-0=×2.0×103×102J=1.0×105J

答:

(1)电梯在上升过程中受到的最大拉力F1是2.2×104N,最小拉力F2是1.8×104N.

(2)电梯在第1s内的速度改变量△v1是0.50m/s,第2s末的速率v2是1.5m/s.

(3)电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率P为2.0×105W;在0─11s时间内,拉力和重力对电梯所做的总功W是1.0×105J.

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题型: 单选题
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单选题

如图,弹簧吊着箱子A,箱内放有物体B,它们的质量均为m,现对箱子施加竖直向上的力F=4mg,使系统处于平衡状态.撤去F的瞬间,A、B的加速度分别为(  )

AaA=aB=g

BaA=g,aB=0

CaA=2g,aB=g

DaA=3g,aB=g

正确答案

D

解析

解:以整体为研究对象,受力分析,根据平衡条件:F′+2mg=4mg

得弹簧的弹力为:F′=2mg,方向竖直向下,

撤去力F后,弹簧弹力不变,假设AB间有相互作用力,即AB加速度相同,则 以整体为研究对象,整体受的合外力为4mg,

则整体的加速度为:=2g,而B的加速度最大为g,故A的加速度大于B的加速度,二者分离,A不受B的压力,

以A为研究对象,受重力和弹簧的弹力:mg+2mg=maA

得:aA=3g

aB==g

故选:D.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,薄板A长L=5m,其质量M=5kg,放在水平桌面上,板右端与桌边相齐.在A上距右端s=3m处放一物体B(可看成质点),其质量m=2kg.已知A、B间动摩擦因数μ1=0.1,A与桌面间和B与桌面间的动摩擦因数均为μ2=0.2,原来系统静止.现在在板的右端施加一大小一定的水平力F持续作用在A上直到将A从B下抽出才撤去,且使B最后停于桌的右边缘.求:

(1)B运动的时间.

(2)力F的大小.

正确答案

解析=:(1)对于B,在未离开A时,根据牛顿第二定律得

加速度为:aB1==1 m/s2

设经过时间t1后B离开A,根据牛顿第二定律得

离开A后B的加速度为:aB2=-=-2 m/s2

设物体B离开A时的速度为vB,根据运动学公式有

vB=aB1t1 aB1t12+=s,

代入数据解得t1=2 s,t2==1 s,

所以B运动的时间是:t=t1+t2=3 s.

(2)设A的加速度为aA,则根据相对运动的位移关系得

aAt12-aB1t12=L-s

解得:aA=2 m/s2

由牛顿第二定律得F-μ1mg-μ2(m+M)g=MaA

代入数据得:F=26 N.

答:(1)B运动的时间是 3 s 

(2)力F的大小是26 N.

解析

解析=:(1)对于B,在未离开A时,根据牛顿第二定律得

加速度为:aB1==1 m/s2

设经过时间t1后B离开A,根据牛顿第二定律得

离开A后B的加速度为:aB2=-=-2 m/s2

设物体B离开A时的速度为vB,根据运动学公式有

vB=aB1t1 aB1t12+=s,

代入数据解得t1=2 s,t2==1 s,

所以B运动的时间是:t=t1+t2=3 s.

(2)设A的加速度为aA,则根据相对运动的位移关系得

aAt12-aB1t12=L-s

解得:aA=2 m/s2

由牛顿第二定律得F-μ1mg-μ2(m+M)g=MaA

代入数据得:F=26 N.

答:(1)B运动的时间是 3 s 

(2)力F的大小是26 N.

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题型:填空题
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填空题

如右图所示,倾角为θ=30°的直角三角形底边长为2L,处于水平位置,斜面绝缘光滑,在底边中点O处固定一正点电荷Q.让一质量为m的带正电的点电荷q,从斜面顶端A处释放,沿斜面下滑(不脱离斜面).现测得它滑到B点在斜边上的垂足D点处的速度为v,加速度为a,方向沿斜面向下.则q滑到斜面底端C点时的速度为______和加速度为______

正确答案

g-a

解析

解:由题,BD⊥AC,O点是BC的中点,根据几何知识得到B、C、D三点在以O为圆心的同一圆周上,三点在点电荷Q产生的电场中是等势点,所以,q由D到C的过程中电场中电场力作功为零.

由动能定理得:mgh=

而h=

解得

质点在D点受三个力的作用;电场F,方向由O指向D点;重力mg,方向竖直向下;支持力N,方向垂直于斜面向上.由牛顿第二定律,有

mgsin30°-Fcos30°=ma…①

质点在C受三个力的作用;电场F,方向由O指向C点;重力mg,方向竖直向下;支持力N,方向垂直于斜面向上.由牛顿第二定律,有

mgsin30°+Fcos30°=maC…

由①②得,aC=g-a

故答案为:,g-a.

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题型:简答题
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简答题

质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上,开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为0.8米,如图所示.若所有摩擦力均不计,从静止开始放手,让它们运动起来.试求:

(1)物体A着地前一瞬的速度;

(2)物体A着地后,物体B沿斜面上滑的最大距离.

正确答案

解:(1)、设A落地时的速度为v,系统的机械能守恒:

 代入数据得:V=2 m/s.

(2)、A落地后,B以v为初速度沿斜面匀减速上升,设沿斜面又上升的距离为S,

由动能定理得:

 代入数据得:s=0.4m.

答:(1)、物体A着地时的速度是2m/s.

(2)、物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离0.4m.

解析

解:(1)、设A落地时的速度为v,系统的机械能守恒:

 代入数据得:V=2 m/s.

(2)、A落地后,B以v为初速度沿斜面匀减速上升,设沿斜面又上升的距离为S,

由动能定理得:

 代入数据得:s=0.4m.

答:(1)、物体A着地时的速度是2m/s.

(2)、物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离0.4m.

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题型:简答题
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简答题

一列在海南东环高速铁路上行驶的“和谐号”列车,若人和车的总质量m=1.0×105kg,从静止开始以加速度a=1m/s2做匀加速直线运动,经过时间t=60s,求:

(l)t=60s时列车的瞬时速度v;

(2)这段时间内列车的位移s;

(3)此过程中列车所受的合外力F.

正确答案

解:(1)由速度时间关系得:v=at=1×60m/s=60m/s

(2)由位移时间关系得:x=

(3)由牛顿第二定律得:F=ma=1.0×105×1N=1.0×105 N

答:(l)t=60s时列车的瞬时速度为60m/s;

(2)这段时间内列车的位移为1800m;

(3)此过程中列车所受的合外力为1.0×105 N

解析

解:(1)由速度时间关系得:v=at=1×60m/s=60m/s

(2)由位移时间关系得:x=

(3)由牛顿第二定律得:F=ma=1.0×105×1N=1.0×105 N

答:(l)t=60s时列车的瞬时速度为60m/s;

(2)这段时间内列车的位移为1800m;

(3)此过程中列车所受的合外力为1.0×105 N

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