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题型: 多选题
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多选题

三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动,两边的传送带长都是2m且与水平方向的夹角均为37°.现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带下滑,物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5,(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)下列说法正确的是(  )

A物块A先到达传送带底端

B物块A、B同时到达传送带底端

C物块A、B到达传送带底端时速度大小相等

D物块A、B在传送带上的划痕长度之比为1:3

正确答案

B,C,D

解析

解:AB、对A,因为mgsin37°>μmgcos37°,则A物体所受的滑动摩擦力沿斜面向上,向下做匀加速直线运动,B所受的滑动摩擦力沿斜面向上,向下做匀加速直线运动,两物体匀加速直线运动的加速度大小均为 a==g(sin37°-μgcos37°)=2m/s2,则加速度大小相等,初速度和位移大小均相等,则运动的时间相等,它们同时到达传送带底端.故A错误,B正确.

C、由v=v0+at知,物块A、B到达传送带底端时速度大小相等.故C正确.

D、对A,划痕的长度等于A的位移减为传送带的位移,

以A为研究对象,由运动学公式得:L=v0t+

运动时间为:t=1s.

所以皮带运动的位移为 x=vt=1m.

所以A对皮带的划痕为:△x1=2m-1m=1m

对B,划痕的长度等于B的位移加上传送带的位移,同理得出B对皮带 的划痕为△x2=2m+1m=3m.所以划痕之比为1:3,故D正确.

故选:BCD

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题型:简答题
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简答题

如图,足够长的斜面倾角θ=37°.一个物体以v0=12m/s的初速度从斜面A点处沿斜面向上运动.物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.25.已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

(1)物体沿斜面上滑时的加速度大小a1

(2)物体沿斜面上滑的最大距离x;

(3)物体沿斜面到达最高点后返回下滑时的加速度大小a2

(4)物体从A点出发到再次回到A点运动的总时间t.

正确答案

(1)沿斜面向上运动,由牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1           

解得:a1=8m/s2  

(2)物体沿斜面上滑,

                     

得x=9m  

(3)物体沿斜面返回下滑时mgsinθ-μmgcosθ=ma2           

 则a2=4m/s2

(4)物体从A点出发到再次回到A点运动的总时间t.

沿斜面向上运动v0=a1t1   

沿斜面向下运动

则t=t1+t2=s≈3.62s

答:(1)物体沿斜面上滑时的加速度大小a1为8m/s2

(2)物体沿斜面上滑的最大距离x为9m;

(3)物体沿斜面到达最高点后返回下滑时的加速度大小a2为4m/s2

(4)物体从A点出发到再次回到A点运动的总时间3.62s.

解析

(1)沿斜面向上运动,由牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma1           

解得:a1=8m/s2  

(2)物体沿斜面上滑,

                     

得x=9m  

(3)物体沿斜面返回下滑时mgsinθ-μmgcosθ=ma2           

 则a2=4m/s2

(4)物体从A点出发到再次回到A点运动的总时间t.

沿斜面向上运动v0=a1t1   

沿斜面向下运动

则t=t1+t2=s≈3.62s

答:(1)物体沿斜面上滑时的加速度大小a1为8m/s2

(2)物体沿斜面上滑的最大距离x为9m;

(3)物体沿斜面到达最高点后返回下滑时的加速度大小a2为4m/s2

(4)物体从A点出发到再次回到A点运动的总时间3.62s.

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题型:填空题
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填空题

一小球以初速度v0=20m/s,沿光滑且足够长的斜面向上作匀减速运动,加速度a的大小为4m/s2,求小球达最高点前3s内小球的位移______m,小球在这段时间内的初速度为______m/s.

正确答案

18

12

解析

解:小球的逆运动是初速度为零的匀加速直线运动,小球达最高点前3s内,

位移x=at2=×4×32=18m,

速度v=at=4×3=12m/s;

故答案为:18;12.

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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物体的质量是2kg

B物体与水平面间的滑动摩擦力是6N

C物体与水平面间的动摩擦因数是0.3

D物体与水平面间的最大静摩擦力是7N

正确答案

A,B,C,D

解析

解:AC、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图线知a-F图象的斜率等于,得到:=,得 m=2kg

当F=7N时a=0.5m/s2,代入上式得:0.5=

得μ=0.3,故AC正确.

B、物体与水平面间的滑动摩擦力是 f=μmg=0.3×2×10N=6N,故B正确.

D、由a-F图象可知,拉力在7 N之前加速度都是0,因此可知最大静摩擦力为7 N,故D正确.

故选:ABCD

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,一质量m=0.2kg的小煤块以vo=4m/s的初速度从最左端水平进入轴心距离L=6m的水平传送带,传送带可由一电机驱使而转动.已知小煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1(取g=10m/s2)(  )

A若电机不开启,传送带不转动,小煤块滑离传送带右端的速度大小为2m/s

B若电机不开启,传送带不转动,小煤块在传送带上运动的总时间为4s

C若开启电机,传送带以5m/s的速率顺时针转动,则小煤块在传送带上留下的一段黑色痕迹的长度为0.5m

D若开启电机,小煤块在传送带上运动时间最短,则传送带至少需要以2m/s速率顺时针转动

正确答案

A,C,D

解析

解:AB、当电机不开启,小煤块在传送带上做匀减速直线运动,加速度为:a=μg=0.1×10m/s2=1m/s2

根据速度位移公式:v02-v2=2aL,解得:v===2m/s,运动的时间为:t===2s.故A正确,B错误.

C、当电机开启,传送带顺时针转动,小煤块在传送带上做匀加速直线运动,当速度达到传送带速度,一起做匀速直线运动,则煤块达到传送带速度所经历的时间为:t===1s,此时小煤块的位移为:x1===4.5m,传送带的位移为:x2=vt=5×1m=5m,则黑色痕迹的长度为:△x=x2-x1=5-4.5m=0.5m.故C正确.

D、当电机开启,煤块一直加速运动时所需时间最短,由v2-v02=2aL知,传送带的速度vm===2m/s,故D正确;

故选:ACD.

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题型:简答题
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简答题

冬季有一种雪上“府式冰撬”滑溜运动,运动员从起跑线推着冰撬加速一段相同距离,再跳上冰撬自由滑行,滑行距离最远者获胜,运动过程可简化为如图所示的模型,某一质量m=20kg的冰撬静止在水平雪面上的A处,现质量M=60kg的运动员,用与水平成a=37°角的恒力F=200N斜向下推动冰撬,使其沿AP方向一起做直线运动,当冰撬到达P点时运动员迅速跳上冰撬与冰撬一起运动(运动员跳上冰撬瞬间,运动员和冰撬的速度不变).已知AP距离为S=12m,冰撬与雪面间的动摩擦因数为0.2,不计冰撬长度和空气阻力.

(g取10m/s2,cos37°=0.8)求:

(1)冰撬从A到P的运动时间;

(2)冰撬从p点开始还能滑行的距离.

正确答案

解:(1)冰橇做匀加速直线运动阶段:

Fcosα-μ(mg+Fsinα)=ma1

代入数据得:

得:

(2)加速结束时:

减速阶段:μ(M+m)g=(M+m)a2

代入数据得,

根据得,

x==28.8m.

答:(1)冰撬从A到P的运动时间为

(2)冰撬从p点开始还能滑行的距离为28.8m.

解析

解:(1)冰橇做匀加速直线运动阶段:

Fcosα-μ(mg+Fsinα)=ma1

代入数据得:

得:

(2)加速结束时:

减速阶段:μ(M+m)g=(M+m)a2

代入数据得,

根据得,

x==28.8m.

答:(1)冰撬从A到P的运动时间为

(2)冰撬从p点开始还能滑行的距离为28.8m.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,小车上有一竖直杆,总质量为M,杆上套有一块质量为m的木块,杆与木块间的动摩擦因数为μ,小车静止时木块可沿杆自由滑下.问:必须对小车施加多大的水平力让车在光滑水平面上运动时,木块才能匀速下滑?

正确答案

解:设小车的加速度为a.

对木块:

  竖直方向:受到重力mg和滑动摩擦力f,木块匀速下滑时,则有  f=mg

  水平方向:受到杆的弹力N,则有 N=ma,

又f=μN

联立以上三式,得 a=

对整体,根据牛顿第二定律得:

水平方向:F=(M+m)a

解得,

答:小车施加(M+m)g的水平力让车在光滑水平面上运动时,木块才能匀速下滑.

解析

解:设小车的加速度为a.

对木块:

  竖直方向:受到重力mg和滑动摩擦力f,木块匀速下滑时,则有  f=mg

  水平方向:受到杆的弹力N,则有 N=ma,

又f=μN

联立以上三式,得 a=

对整体,根据牛顿第二定律得:

水平方向:F=(M+m)a

解得,

答:小车施加(M+m)g的水平力让车在光滑水平面上运动时,木块才能匀速下滑.

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题型: 单选题
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单选题

如图两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在Q、P上,当物体平衡时上面的弹簧处于原长,若把固定的物体换为质量为2m的物体(弹簧的长度不变,且弹簧均在弹性限度内),当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了x,则x为(  )

A

B

C

D

正确答案

A

解析

解:当物体的质量为m时,下方弹簧被压缩的长度为:x1=…①

当物体的质量变为2m时,设物体下降的高度为x,则上方弹簧伸长的长度为x,

下方弹簧被压缩的长度为x1+x,两弹簧弹力之和等于2mg由胡克定律和平衡条件得:

 k2x+k1(x1+x)=2mg…②

由①②联立解得:x=

故选:A.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,电动机带动滚轮做逆时针匀速转动,在滚轮的摩擦力作用下,将一金属板从斜面底端A送往上部,已知斜面光滑且足够长,倾角θ=30°,滚轮与金属板的切点B到斜面底端A的距离为L=6.5m,当金属板的下端运动到切点B处时,立即提起滚轮使它与板脱离接触.已知板之后返回斜面底部与挡板相撞后立即静止,此时放下滚轮再次压紧板,再次将板从最底端送往斜面上部,如此往复.已知板的质量为m=1×103kg,滚轮边缘线速度恒为v=4m/s,滚轮对板的正压力FN=2×104N,滚轮与板间的动摩擦因数为μ=0.35,取g=10m/s2.求:

(1)在滚轮作用下板上升的加速度;

(2)板加速至与滚轮速度相同时前进的距离;

(3)板往复运动的周期.

正确答案

解:(1)对杆进行受力分析

杆受重力G、斜面对杆的弹力F1,滚轮对杆的压力F2和滚轮对杆沿斜面向上的摩擦力f,四个力作用.建立直角坐标系,有:

F合x=f-Gsinθ=ma          ①

F合y=F1-F2-mgcosθ=0   

∵轮对杆的压力F2=2×104N

∴轮对杆的摩擦力f=μFN=μF2,代入①式得杆产生的加速度:

a==2m/s2

(2)由题意知,杆做初速度为0,加速度a=2m/s2的匀加速运动,末速度与滚轮边缘线速度大小相同即v=4m/s.

根据匀加速直线运动速度位移关系可得:

v2=2ax

即位移:x==m=4m.

(3)根据题意知,杆在一个同期中的运动分为三个过程:

第一个过程杆向上做匀加速直线运动时间t1=

第二个过程杆向上做匀速直线运动,时间t2=

对金属板匀减速上升和匀加速下落全过程应有:L=-vt3

代入数据解得:t3=2.6s

板往复运动的周期T=t1+t2+t3=5.225s

答:(1)在滚轮作用下板上升的加速度为2m/s2

(2)板加速至与滚轮速度相同时前进的距离为4m;

(3)板往复运动的周期为5.225s.

解析

解:(1)对杆进行受力分析

杆受重力G、斜面对杆的弹力F1,滚轮对杆的压力F2和滚轮对杆沿斜面向上的摩擦力f,四个力作用.建立直角坐标系,有:

F合x=f-Gsinθ=ma          ①

F合y=F1-F2-mgcosθ=0   

∵轮对杆的压力F2=2×104N

∴轮对杆的摩擦力f=μFN=μF2,代入①式得杆产生的加速度:

a==2m/s2

(2)由题意知,杆做初速度为0,加速度a=2m/s2的匀加速运动,末速度与滚轮边缘线速度大小相同即v=4m/s.

根据匀加速直线运动速度位移关系可得:

v2=2ax

即位移:x==m=4m.

(3)根据题意知,杆在一个同期中的运动分为三个过程:

第一个过程杆向上做匀加速直线运动时间t1=

第二个过程杆向上做匀速直线运动,时间t2=

对金属板匀减速上升和匀加速下落全过程应有:L=-vt3

代入数据解得:t3=2.6s

板往复运动的周期T=t1+t2+t3=5.225s

答:(1)在滚轮作用下板上升的加速度为2m/s2

(2)板加速至与滚轮速度相同时前进的距离为4m;

(3)板往复运动的周期为5.225s.

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题型: 单选题
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单选题

如图,两个质量都为m的小球A和B,用质量不计的弹簧将它们连接起来,然后用一根细线将它们挂在天花板上而静止.在剪断细线后的瞬间,A、B两球的加速度为(  )

AaA=aB=g

BaA=2g,aB=g

CaA=g,aB=0

DaA=2g,aB=0

正确答案

D

解析

解:B球受到两个力:重力和弹簧拉力,由于这两个力原来平衡,现在剪断绳子后这两个力不变,所以B所受合力还是为零,所以B球的加速度为零.

剪断绳子后A球受到两个力:重力和弹簧弹力,弹簧弹力为mg,所以A的加速度为:

故选:D.

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