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题型:填空题
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填空题

电梯的地板上有一个物体,它对地板的压力随时间变化的图象如图所示,电梯从静止开始运动,到16s后停了下来,试分析电梯的运动情况,并计算出16s内电梯运动的位移.(g 取 10m/s2

正确答案

解析

解:由图知物体的重力为G=2N,由G=mg得 m=0.2kg

则在0~4s内压力小于重力,物体处于失重状态,由于物体从静止开始运动的,所以在0~4s内向下做匀加速运动;

4~12s内压力等于重力,物体向下做匀速直线运动;12~16s内压力大于重力,物体向下做匀减速运动;16s后物体停止运动.

在0-4s内,加速度为:a1===1m/s2

位移 ==8m

4s末的速度为:v1=a1t1=1×4m/s=4m/s.

4-12s内的位移为:x2=v1t2=4×8m=32m.

12-16s内,加速度大小为:a3===1m/s2

位移为:x3=v1t3=4×4-×1×42=8m

所以物体在0~16s内的位移为:x=x1+x2+x3=48m

答:16s内电梯运动的位移是48m.

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题型:简答题
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简答题

质量为M=10kg、长为L=1m、上表面光滑的长木板在F=50N水平恒力的作用下,以速度v0=5.5m/s沿水平地面向左做匀速直线运动.现有足够多的小铁块,它们的质量均为m=1kg,将第一个铁块无初速度地放在木板的最左端,当第一个铁块离开木板的同时,又在木板最左端无初速度放上第二个铁块,只要前一个铁块刚离开木板,就接着无初速度放上另一个铁块.求:最终第几个铁块能留在木板上,留在木板上的铁块离木板右端多远?(g=10m/s2

正确答案

解:开始时刻,木板在拉力F作用下做匀速直线运动,由平衡条件得:

μMg=F,解得:μ===0.5,

当将小铁块放到木板上后,木板将做匀减速直线运动,设加速度为a,由牛顿第二定律得

μ(M+m)g-F=Ma,

解得a===0.5 m/s2

设板减速到零时位移为s,则v=2as,

解得s===30.25 m.

因每运动L=1 m释放一个小铁块,共释放n=且n取整数n=31,最终第31个铁块能留在木板上,留在木板上的铁块离木板右端距离为△s=0.75  m.

答:最终第31个铁块能留在木板上,留在木板上的铁块离木板右端距离为0.75m.

解析

解:开始时刻,木板在拉力F作用下做匀速直线运动,由平衡条件得:

μMg=F,解得:μ===0.5,

当将小铁块放到木板上后,木板将做匀减速直线运动,设加速度为a,由牛顿第二定律得

μ(M+m)g-F=Ma,

解得a===0.5 m/s2

设板减速到零时位移为s,则v=2as,

解得s===30.25 m.

因每运动L=1 m释放一个小铁块,共释放n=且n取整数n=31,最终第31个铁块能留在木板上,留在木板上的铁块离木板右端距离为△s=0.75  m.

答:最终第31个铁块能留在木板上,留在木板上的铁块离木板右端距离为0.75m.

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题型:简答题
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简答题

在水平地面上有一个质量为4kg的物体,物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动.10s末拉力减为F,方向不变,该物体的v-t图象如图所示.求:

(1)物体在两个过程中的加速度大小

(2)物体受到的水平拉力F的大小及与地面间的动摩擦因数.(g=10m/s2

正确答案

解:(1)由v-t图象可知:物体在前10s内的加速度为:

  a1===1m/s2

物体在10-30s内的加速度大小为:a2===0.5m/s2

(2)对物块进行受力分析,由牛顿第二定律可知:

0-10s内有:F-μmg=ma1…①

10s-30s内有:μmg-F=ma2…②

代入m和a1、a2可解得:F=9N,μ=0.125

答:

(1)物体在两个过程中的加速度大小分别为1m/s2和0.5m/s2

(2)物体受到的水平拉力F的大小是9N,地面间的动摩擦因数是0.125.

解析

解:(1)由v-t图象可知:物体在前10s内的加速度为:

  a1===1m/s2

物体在10-30s内的加速度大小为:a2===0.5m/s2

(2)对物块进行受力分析,由牛顿第二定律可知:

0-10s内有:F-μmg=ma1…①

10s-30s内有:μmg-F=ma2…②

代入m和a1、a2可解得:F=9N,μ=0.125

答:

(1)物体在两个过程中的加速度大小分别为1m/s2和0.5m/s2

(2)物体受到的水平拉力F的大小是9N,地面间的动摩擦因数是0.125.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,长为m木板,质量为M=2kg放在摩擦因数u1=0.2的粗糙水平面上,在板的右前端放有一质量为m=1kg的小滑块.(可看成是质点).滑块与板的摩擦因数u2=0.1,开始时它们都静止.现对M的左端施一水平恒力F=13N推M向右运动.问:(g取10m/s2

(1)F推M向右运动的过程中,M、m的加速度各为多少?

(2)要使m与M脱离,则推力F的作用时间至少为多大?

正确答案

解:(1)二者能共同加速的最大加速度为am2g=1m/s2

此时外力F=(M+m)a=(2+1)×1=3N<13N,

所以二者发生相对滑动,am2g=1m/s2

=3m/s2

(2)设F作用t移后撤去,它们由于惯性再次再次发生相对滑动.恰好脱离时它们速度相同.根据相对运动公式:

刚撤去F时,它们的相对速度V=(aM-am)t=2t

木板的加速度

物块的加速度

△S1+△S2=L即:

 解得t=1s

答:(1)F推M向右运动的过程中,M、m的加速度分别为1m/s2,3m/s2

(2)要使m与M脱离,则推力F的作用时间至少为1s.

解析

解:(1)二者能共同加速的最大加速度为am2g=1m/s2

此时外力F=(M+m)a=(2+1)×1=3N<13N,

所以二者发生相对滑动,am2g=1m/s2

=3m/s2

(2)设F作用t移后撤去,它们由于惯性再次再次发生相对滑动.恰好脱离时它们速度相同.根据相对运动公式:

刚撤去F时,它们的相对速度V=(aM-am)t=2t

木板的加速度

物块的加速度

△S1+△S2=L即:

 解得t=1s

答:(1)F推M向右运动的过程中,M、m的加速度分别为1m/s2,3m/s2

(2)要使m与M脱离,则推力F的作用时间至少为1s.

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题型:简答题
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简答题

如图甲所示,质量为m的相同木块A和木板B叠放在水平面上,A光滑且位于B的最右端,B与地面间动摩擦因数为μ,水平力F=mg作用在B上,A、B以2m/s的共同速度沿水平面向右匀速运动,0.2s后F加倍,0.2S前二者速度v随时间t的变化关系如图所示,g=10m/s2

(1)试求μ的值;

(2)若B足够长,请在乙图中作出0.2s~0.4sA、B运动的v-t图线,并标出0.4s时的纵坐标值;

(3)若前0.4sA不会从B上滑落,木板B至少有多长.

正确答案

解:(1)在0~0.2s内A、B做匀速直线运动,分析B根据平衡条件有F=2μmg

又F=mg

解得:μ=0.5

(2)0.2s~0.4s,A运动状态不变,继续做匀速直线运动,B做匀加速运动,根据牛顿第二定律得:

2F-2μmg=ma

解得:a=2μg=10m/s2

0.4s时B的速度v=v0+at=2m/s+10×0.2m/s=4m/s

如图所示

(3)根据(2)问所作图象知木板B长至少为

答:(1)试求μ的值为0.5m/s2

(2)若B足够长,请在乙图中作出0.2s~0.4sA、B运动的v-t图线,并标出0.4s时的纵坐标值为4m/s;

(3)若前0.4sA不会从B上滑落,木板B至少有0.2m.

解析

解:(1)在0~0.2s内A、B做匀速直线运动,分析B根据平衡条件有F=2μmg

又F=mg

解得:μ=0.5

(2)0.2s~0.4s,A运动状态不变,继续做匀速直线运动,B做匀加速运动,根据牛顿第二定律得:

2F-2μmg=ma

解得:a=2μg=10m/s2

0.4s时B的速度v=v0+at=2m/s+10×0.2m/s=4m/s

如图所示

(3)根据(2)问所作图象知木板B长至少为

答:(1)试求μ的值为0.5m/s2

(2)若B足够长,请在乙图中作出0.2s~0.4sA、B运动的v-t图线,并标出0.4s时的纵坐标值为4m/s;

(3)若前0.4sA不会从B上滑落,木板B至少有0.2m.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,ab、cd是竖直面内两根固定的光滑细杆,ab、cd两端位于相切的两个竖直圆周上,每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),两个滑环分别从a、c处释放(初速为0),用t1、t2依次表示滑环从a到b和从c到d所用的时间,则t1______t2.(填“大于、等于或小于”)

正确答案

等于

解析

解:设轨道与竖直方向的倾角为θ,根据几何关系得,轨道的长度L=(2R1+2R2)cosθ,加速度a==gcosθ,根据L=得,t=,与倾角无关,则t1=t2

故答案为:等于.

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题型:简答题
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简答题

一汽车行驶时遇到紧急情况,驾驶员迅速正确地使用制动器在最短距离内将车停住,称为紧急制动.设此过程中使汽车减速的阻力与汽车对地面的压力成正比,其比例系数只与路面有关.已知该车以72km/h的速度在平直公路上行驶,紧急制动距离为25m;若在相同的路面上,该车以相同的速率在坡度(斜坡的竖直高度和水平距离之比称为坡度)为1:10的斜坡上向下运动,则紧急制动距离将变为多少?(g=10m/s2,结果保留两位有效数字)

正确答案

解:以汽车初速度方向为正方向,设质量为m的汽车受到的阻力与其对路面压力之间的比例系数为μ,在平直公路上紧急制动的加速度为a1

根据牛顿第二定律-μmg=ma1  ①

根据匀减变速直线运动规律  a1=μg②

联立解得  μ═0.8

设汽车沿坡角为θ的斜坡向下运动时,紧急制动的加速度为a2,制动距离为S2

根据牛顿第二定律  mgsinθ-μmgcosθ=ma2

根据匀变速直线运动规律  S2=   ④

由题意知tanθ=0.1,则  sinθ≈0.1

cosθ≈1

联立解得  S2=29m ⑤

答:紧急制动距离将变为29m.

解析

解:以汽车初速度方向为正方向,设质量为m的汽车受到的阻力与其对路面压力之间的比例系数为μ,在平直公路上紧急制动的加速度为a1

根据牛顿第二定律-μmg=ma1  ①

根据匀减变速直线运动规律  a1=μg②

联立解得  μ═0.8

设汽车沿坡角为θ的斜坡向下运动时,紧急制动的加速度为a2,制动距离为S2

根据牛顿第二定律  mgsinθ-μmgcosθ=ma2

根据匀变速直线运动规律  S2=   ④

由题意知tanθ=0.1,则  sinθ≈0.1

cosθ≈1

联立解得  S2=29m ⑤

答:紧急制动距离将变为29m.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一个质量m=2kg的物块放在光滑的水平面上,对其施加一个F=10N的水平拉力,使物块由静止开始做匀加速直线运动.求:

(1)物体加速度的大小a;

(2)物体开始运动后在t=2s内通过的位移x.

正确答案

解:(1)物体受重力、支持力和拉力,合力等于拉力

根据牛顿第二定律 F=ma

物体的加速度a==m/s2=5 m/s2                      

即物体加速度的大小为5 m/s2

(2)物体在t=2 s内位移的大小

x==5×22=10 m                      

即物体开始运动后在t=2s内通过的位移为10m.

解析

解:(1)物体受重力、支持力和拉力,合力等于拉力

根据牛顿第二定律 F=ma

物体的加速度a==m/s2=5 m/s2                      

即物体加速度的大小为5 m/s2

(2)物体在t=2 s内位移的大小

x==5×22=10 m                      

即物体开始运动后在t=2s内通过的位移为10m.

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题型: 多选题
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多选题

水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查.如图所示为一水平传送带装置示意图,紧绷的传送带AB始终保持v=1m/s的恒定速率运行.旅客把行李无初速度地放在A处,设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,AB间的距离为2m,g取10m/s2.若乘客把行李放到传送带的同时也以v=1m/s的恒定速度平行于传送带运动去B处取行李,则(  )

A乘客与行李同时到达B

B行李提前0.5s到达B

C乘客提前0.5s到达B

D若传送带速度足够大,行李最快也要2s才能到达B

正确答案

C,D

解析

解:A、B、C、由牛顿第二定律,得 μmg=ma得 a=1m/s2.设行李做匀加速运动的时间为t,行李加速运动的末速度为v=1m/s.由v=at1 代入数值,得t1=1s,匀加速运动的位移大小为:

x==0.5m,

匀速运动的时间为:t2==1.5s,

行李从A到B的时间为:t=t1+t2=1+1.5=2.5s.

而乘客一直做匀速运动,从A到B的时间为t==2s.故乘客提前0.5 s到达B.故A、B错误C正确;

D、若行李一直做匀加速运动时,运动时间最短.由L=,解得最短时间tm=2s.故D正确.

故选:CD.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,一质量m=0.4kg的小物块,以v0=2m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10m.已知斜面倾角θ=30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=.重力加速度g取10m/s2.物块到达B点时速度的大小为______m/s; 拉力F与斜面成某一夹角时,拉力F最小,此拉力F的最小值是______N.

正确答案

8

2.6

解析

解:(1)物体做匀加速直线运动,根据运动学公式,有:

L=v0t+at2

v=v0+at ②

联立解得;

a=3m/s2

v=8m/s

(2)对物体受力分析,受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力,如图:

根据牛顿第二定律,有:

平行斜面方向:Fcosα-mgsin30°-Ff=ma

垂直斜面方向:Fsinα+FN-mgcos30°=0

其中:Ff=μFN

联立解得:

F==

故当α=30°时,拉力F有最小值,为Fmin=N=2.6N;

故答案为:8;

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