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题型:简答题
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简答题

如图所示,木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变,当θ=37°时,可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑.若让该小木块从木板的底端以大小恒定的初速率v0的速度沿木板向上运动,随着θ的改变,小物块沿木板向上滑行的距离x将发生变化,重力加速度为g. 

(1)求小物块与木板间的动摩擦因数μ;

(2)当θ角为何值时,小物块沿木板向上滑行的距离最小,并求出此最小值.

正确答案

解:(1)当θ=37°时,木块处于平衡状态,对木块受力分析:

木块沿斜面木板方向:mgsinθ=μFN…①

木块垂直斜面木板方向:FN-mgcosθ=0…②

由①和②可解得木块与木板间动摩擦因数为:

μ=tanθ=0.75

(2)当θ变化时,设沿斜面向上为正方向,木块的加速度为a,则木块沿木板斜面方向有受到的合力为:

-mgsinθ-μmgcosθ=ma…④

木块的位移x为:0-v02=2ax…⑤

根据数学关系知木块加速度最大时位移最小,根据④式有:

a=g(sinθ+μcosθ)

根据数学关系有:

其中tanα=μ=,则α=37°

要使加速度a最大,则有θ+a=90°时取最大值g

所以有θ=90°-α=53°时加速度取最大值为:a=

代入⑤可得:

答:(1)小物块与木板间的动摩擦因数为0.75;

(2)当θ角为53°时,小物块沿木板向上滑行的距离最小,最小距离为

解析

解:(1)当θ=37°时,木块处于平衡状态,对木块受力分析:

木块沿斜面木板方向:mgsinθ=μFN…①

木块垂直斜面木板方向:FN-mgcosθ=0…②

由①和②可解得木块与木板间动摩擦因数为:

μ=tanθ=0.75

(2)当θ变化时,设沿斜面向上为正方向,木块的加速度为a,则木块沿木板斜面方向有受到的合力为:

-mgsinθ-μmgcosθ=ma…④

木块的位移x为:0-v02=2ax…⑤

根据数学关系知木块加速度最大时位移最小,根据④式有:

a=g(sinθ+μcosθ)

根据数学关系有:

其中tanα=μ=,则α=37°

要使加速度a最大,则有θ+a=90°时取最大值g

所以有θ=90°-α=53°时加速度取最大值为:a=

代入⑤可得:

答:(1)小物块与木板间的动摩擦因数为0.75;

(2)当θ角为53°时,小物块沿木板向上滑行的距离最小,最小距离为

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,质量为M的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬吊一质量为m的小球,M>m,用一力F水平向右拉小球,使小球和车一起以加速度a向右运动时,细线与竖直方向成α角,细线的拉力为FT.若用一力F′水平向左拉小车,使小球和车一起以加速度a‘向左运动时,细线与竖直方向也成α角,细线的拉力为,则它们的大小关系是(  )

Aa′=a,=FT

Ba′>a,=FT

Ca′<a,>FT

Da′<a,<FT

正确答案

B

解析

解:先对甲图中情况下的整体受力分析,受重力、支持力和拉力

根据牛顿第二定律,有:

F=(M+m)a…①

再对甲图中情况下的小球受力分析,如图

根据牛顿第二定律,有:

对于M有:FTsinα=Ma…②

对于m有:FTcosα-mg=0…③

由以上三式可解得:

 FT= ④;

 a= ⑤;

再对乙图中小球受力分析,如图

由几何关系得

    FT′= ⑥

    FT′sinα=ma′⑦

则得:a′=  ⑧

由④⑥知:FT′=FT

由于M>m,由⑤⑧知:a′>a,故选B

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题型:简答题
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简答题

某位运动员在地面上最多能举起60Kg的重物,当此人站在以5m/s2加速度加速上升的电梯里,最多能举起多重的物体?

正确答案

解:设此人的最大举力为F,由题意得:

F=mg=60×10N=600N…①

设此人在升降机中最多能举起质量为m′千克的重物,根据牛顿第二定律得:

 F-m′g=m′a…②

联立①、②式并代入数据解得:

 m′==kg=40kg 

答:最多能举起质量为40千克重的物体.

解析

解:设此人的最大举力为F,由题意得:

F=mg=60×10N=600N…①

设此人在升降机中最多能举起质量为m′千克的重物,根据牛顿第二定律得:

 F-m′g=m′a…②

联立①、②式并代入数据解得:

 m′==kg=40kg 

答:最多能举起质量为40千克重的物体.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量为m=10kg的物体,在F=60N水平向右的拉力作用下,由静止开始运动.设物体与水平面之间的动摩擦因素µ=0.4,求:

(1)物体所受滑动摩擦力为多大?

(2)物体的加速度为多大?

(3)物体在第3s内的位移为多大?

正确答案

解:(1)由滑动摩擦力的公式可得,

 Fµ=µFN=µmg=0.4×10×10N=40N   

(2)由牛顿第二定律可得,

  

(3)由位移公式用前3s的位移减去前2s的位移就是第3s内位移,

所以  

答:(1)物体所受滑动摩擦力为40N.

(2)物体的加速度为2m/s2

(3)物体在第3s内的位移是5m.

解析

解:(1)由滑动摩擦力的公式可得,

 Fµ=µFN=µmg=0.4×10×10N=40N   

(2)由牛顿第二定律可得,

  

(3)由位移公式用前3s的位移减去前2s的位移就是第3s内位移,

所以  

答:(1)物体所受滑动摩擦力为40N.

(2)物体的加速度为2m/s2

(3)物体在第3s内的位移是5m.

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题型: 多选题
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多选题

(2015秋•天津期末)如图所示,AB、CD是高度均为h的固定光滑斜面,AB斜面倾角较大,将甲、乙两小球分别从A点和C点由静止释放,下列说法正确的是(  )

A甲球在斜面上运动的加速度较大

B乙球在斜面上运动的时间较长

C甲球运动到B点的速度大于乙球运动到D点的速度

D甲、乙两球在斜面上运动过程中的平均速度大小相等

正确答案

A,B,D

解析

解:A、根据牛顿第二定律得,小球在斜面上的加速度为:a=,可知甲球的加速度较大,故A正确.

B、小球的位移x=,根据x=得:t=,乙球运动的斜面倾角小,时间长,故B正确.

C、根据速度位移公式得:,可知到达底端的速度大小相等,故C错误.

D、根据平均速度推论,小球运动过程中的平均速度,因为到达底端的速度大小相等,则平均速度大小相等,故D正确.

故选:ABD.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,光滑水平桌面上,有物体A、B用轻弹簧相连,两物块质量相等,即mA=mB,在水平拉力FA和FB的作用下一起运动,已知FA<FB,不计弹簧质量,则以下说法中正确的有(  )

A撤去FA瞬间,B的加速度一定变大

B弹簧突然从P点断裂的瞬间,B的加速度小于

C撤去FB后,弹簧将伸长

D撤去FA后,弹簧将缩短

正确答案

D

解析

解:A、对整体分析,FA<FB,选取向右为正方向,整体的加速度a=

撤去FA瞬间,整体的加速度:,由于不知道两个力之间的具体的关系,所以不判断出撤去FA瞬间,B的加速度一定变大.故A错误;

B、弹簧突然从P点断裂的瞬间,弹簧的弹力消失,所以B的加速度等于.故B错误;

C、撤去FB前,弹簧的弹力F1:F1-FA=mAa,则:F1=FA+mAa=,弹簧的伸长量:

撤去FB后,,弹簧的弹力F2<F1,弹簧的伸长量:,所以撤去FB后,弹簧将伸缩短.故C错误;

D、撤去FA后弹簧的弹力F3:F3=mAa′==<F1,所以弹簧的伸长量:.所以撤去FA后,弹簧将伸缩短.故D正确.

故选:D

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题型:填空题
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填空题

火车上有一箱装得很满的土豆,相对于火车静止,当火车在水平地面上匀速和以加速度a做匀减速运动时,其中一质量为m的土豆(与箱不接触)受到其他土豆对它的总的作用力分别为____________

正确答案

mg

解析

解:当火车匀速直线运动时,土豆处于平衡状态,因为土豆受到重力和其它土豆对它作用力的合力为零,所以土豆受到其它土豆的作用力为mg.

当火车匀减速直线运动时,土豆所受的合力为ma,根据平行四边形定则知,土豆受到其它土豆对它的作用力F=

故答案为:mg,

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题型:简答题
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简答题

一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,弹簧床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来,如图所示.结合图象,g=10m/s2,试求:

(1)运动员的质量;

(2)不计空气阻力,运动过程中,运动员最大加速度;

(3)不计空气阻力,运动过程中,运动员离开蹦床上升的最大高度.

正确答案

解:(1)曲线一开始是运动员停在蹦床上,压力是500N.于是运动员重力是500N.

则运动员质量为:m==50Kg.

(2)最大弹力:Fm=2500N,

根据牛顿第二定律得:Fm-mg=mam

代入数据解得:

(3)运动员在空中时间:t0=8.4-6.8s=1.6s

下落时间:

最大高度:

答:(1)运动员的质量为50kg.

(2)运动员的最大加速度为40m/s2

(3)运动员离开蹦床上升的最大高度为3.2m.

解析

解:(1)曲线一开始是运动员停在蹦床上,压力是500N.于是运动员重力是500N.

则运动员质量为:m==50Kg.

(2)最大弹力:Fm=2500N,

根据牛顿第二定律得:Fm-mg=mam

代入数据解得:

(3)运动员在空中时间:t0=8.4-6.8s=1.6s

下落时间:

最大高度:

答:(1)运动员的质量为50kg.

(2)运动员的最大加速度为40m/s2

(3)运动员离开蹦床上升的最大高度为3.2m.

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题型:简答题
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简答题

一个质量为46kg的箱子被放在水平地面上,现用一条与路面的夹角θ=37°的轻绳拉箱子,如图所示,箱子和水平地面间的动摩擦因数为0.2.求:要匀速移动箱子,需要在绳上加多大的力?(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

正确答案

解:箱子的受力分析图如答图1所示.根据平衡条件和摩擦力公式得:

Fcos37°=f

N+Fsin37°=mg

又 f=μN

联立解得:

答:要匀速移动箱子,需要在绳上加100N的力.

解析

解:箱子的受力分析图如答图1所示.根据平衡条件和摩擦力公式得:

Fcos37°=f

N+Fsin37°=mg

又 f=μN

联立解得:

答:要匀速移动箱子,需要在绳上加100N的力.

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题型:填空题
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填空题

用2N的水平力拉一个物体沿水平面运动时,物体可获得1m/s2的加速度;用3N的水平力拉物体沿原地面运动,加速度是2m/s2,那么改用4N的水平力拉物体,物体在原地面上运动的加速度是______m/s2,物体在运动中受滑动摩擦力大小为______N.

正确答案

3

1

解析

解:根据牛顿第二定律得,F1-f=ma1,即2-f=m,

F2-f=ma2,即3-f=2m

联立两式解得f=1N,m=1kg.

根据牛顿第二定律得,

故答案为:3,1

下一知识点 : 力学单位制
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