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题型:简答题
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简答题

如图所示,半径为R的半圆轨道BC竖直放置.一个质量为m 的小球以某一初速度从A点出发,经AB段进入半圆轨道,在B点时对轨道的压力为7mg,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点.试求:

(1)小球上升过程中克服阻力做功;

(2)小球从C点飞出后,触地时重力的功率.

正确答案

解:(1)在B点,由轨道的支持力和重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得:

FN-mg=m

由题意:FN=7mg

解得:vB=

在C点,由重力提供向心力,同理可得:

mg=m   

解得:vc=

从B到C的过程,由动能定理得:

Wf-2mgR=

解得:Wf=-0.5mgR

故克服阻力做功为0.5mgR.

(2)小球在C点飞出后以vC做平抛运动,设小球落地时竖直分速度大小为v,则根据平抛运动的规律得:

 竖直方向有:v2=2g•2R

得:v=2

所以小球触地时重力的功率为:P=mgv=2mg

答:(1)小球上升过程中克服阻力做功是0.5mgR;

(2)小球从C点飞出后,触地时重力的功率是2mg

解析

解:(1)在B点,由轨道的支持力和重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得:

FN-mg=m

由题意:FN=7mg

解得:vB=

在C点,由重力提供向心力,同理可得:

mg=m   

解得:vc=

从B到C的过程,由动能定理得:

Wf-2mgR=

解得:Wf=-0.5mgR

故克服阻力做功为0.5mgR.

(2)小球在C点飞出后以vC做平抛运动,设小球落地时竖直分速度大小为v,则根据平抛运动的规律得:

 竖直方向有:v2=2g•2R

得:v=2

所以小球触地时重力的功率为:P=mgv=2mg

答:(1)小球上升过程中克服阻力做功是0.5mgR;

(2)小球从C点飞出后,触地时重力的功率是2mg

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题型:简答题
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简答题

如图位于竖直平面上半径为R的圆弧光滑轨道AB,A点距离地面高度为H,质量为m的小球从A点由静止释放,通过B点对轨道的压力为3mg,最后落在地面C处,不计空气阻力,求:

(1)小球通过B点的速度

(2)小球落地点C与B点的水平距离x.

正确答案

解:(1)在B点对小球由牛顿第二定律得:…①

由牛顿第三定律得:N=N′=3mg…②

解得:

(2)小球从B至C做平抛运动:

水平方向:x=vt…③

竖直方向:…④

解得:

答:(1)小球通过B点的速度为

(2)小球落地点C与B点的水平距离x为

解析

解:(1)在B点对小球由牛顿第二定律得:…①

由牛顿第三定律得:N=N′=3mg…②

解得:

(2)小球从B至C做平抛运动:

水平方向:x=vt…③

竖直方向:…④

解得:

答:(1)小球通过B点的速度为

(2)小球落地点C与B点的水平距离x为

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,光滑斜面固定在水平面上,顶端O有一小球,从静止释放,运动到底端B的时间是t1;若给小球不同的水平初速度,使小球分别落到斜面上的A点,经过的时间是t2;落到斜面底端B点,经过的时间是t3;落到水平面上的C点,经过的时间是t4,则(  )

At1>t4

Bt2>t1

Ct4>t3

Dt2>t3

正确答案

A

解析

解:A、小球沿斜面下滑时:,由于a<g,l>h,所以沿斜面下滑时间大于平抛运动到C点的时间,故A正确;

B、小球做平抛运动时:,因此下落高度大的时间长故有t2<t3=t4,由A分析可知,t1>t2,故B错误;

C、平抛至B和C小球在竖直方向下落的距离相同,故小球运动时间相同,故C错误;

D、由B分析知,小球落在A点在竖直方向下落的高度小于落在B点时在竖直方向下落的高度,故D错误.

故选:A.

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题型: 单选题
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单选题

小车上有一根固定的水平横杆,横杆左端固定的斜杆与竖直方向成θ角,斜杆下端连接一质量为m的小铁球.横杆右端用一根轻质细线悬挂一相同的小铁球,当小车在水平面上做直线运动时,细线保持与竖直方向成α角(α≠0),设斜杆对小球的作用力为F.下列说法正确的是(  )

AF平行于细线向上,F=

BF平行于细线向下,F=

CF沿斜杆向下,F=

DF沿斜杆向上,F=

正确答案

A

解析

解:对右边的小铁球研究,受重力和细线的拉力,如图

根据牛顿第二定律,得:

mgtanα=ma

得到:

a=gtanα …①

对左边的小铁球研究,受重力和细杆的弹力,如图,设轻杆对小球的弹力方向与竖直方向夹角为β

由牛顿第二定律,得:

m′gtanβ=m′a′…②

F′=…③

因为a=a′,得到β=α≠θ,则:

轻杆对小球的弹力方向与细线平行向上,大小为:F=F′=

故A正确,BCD错误;

故选:A.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,光滑水平面上有质量分别为m1=2Kg和m2=4Kg的两个物体,物体之间用一根细线连结,其中m2受到一个9N的拉力作用,整个系统由静止开始匀加速运动.则两物体运动的加速度大小为______m/s2,连结两个物体的细线上的拉力大小为______N.

正确答案

1.5

3

解析

解:两物体在光滑的水平面上受到水平恒力作用由静止开始加速运动,以整体为研究对象根据牛顿第二定律知,整体产生的加速度

再以m1为研究对象,绳对它的作用力使其产生加速度,根据牛顿第二定律知,

m1受到绳的拉力T=m1a=2×1.5N=3N

故答案为:1.5,3.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在倾角θ=37°的粗糙斜面上距离斜面底端s=4m处,有一质量m=1kg的物块,受水平恒力F作用由静止开始沿斜面下滑,到达底端时即撤去水平恒力F,然后在水平面上滑动一段距离后停止.每隔0.2s通过传感器测得物块的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.若物块与各接触面之间的动摩擦因数均相等,不计物块撞击水平面时的能量损失,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

(1)撤去水平恒力F时物块的速度;

(2)物块与水平面间的动摩擦因数;

(3)水平恒力F的大小.

正确答案

解:(1)由表中数据可得:

物块沿斜面加速下滑的加速度大小a1==2m/s2

由v2=2a1s     

代入数据,解得v==4m/s   

(2)物块沿水平面减速滑行时,加速度大小a2==2m/s2

在水平面上由牛顿第二定律得μmg=ma2

解得μ==0.2                   

(3)物块沿斜面加速下滑时

mgsinθ-Fcosθ-μ(mgcosθ+Fsinθ)=ma1

代入数据,解得F=2.6N      

答:(1)撤去水平恒力F时物块的速度为4m/s;

(2)物块与水平面间的动摩擦因数为0.2;

(3)水平恒力F的大小为2.6N.

解析

解:(1)由表中数据可得:

物块沿斜面加速下滑的加速度大小a1==2m/s2

由v2=2a1s     

代入数据,解得v==4m/s   

(2)物块沿水平面减速滑行时,加速度大小a2==2m/s2

在水平面上由牛顿第二定律得μmg=ma2

解得μ==0.2                   

(3)物块沿斜面加速下滑时

mgsinθ-Fcosθ-μ(mgcosθ+Fsinθ)=ma1

代入数据,解得F=2.6N      

答:(1)撤去水平恒力F时物块的速度为4m/s;

(2)物块与水平面间的动摩擦因数为0.2;

(3)水平恒力F的大小为2.6N.

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题型:简答题
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简答题

一个静止的物体,质量是7Kg,只受14N恒力的作用下运动,求:

(1)3s末的速度大小;

(2)3s内的位移大小;

(3)第4s秒内的位移大小.

正确答案

解:(1)根据牛顿第二定律得:

物体加速度 a===2m/s2;                          

3s末的速度为 v3=at=6m/s                       

(2)3s内的位移为 x3===9m                        

(3)第4s内的位移 S4=v3t4+=6×1+=7m

答:

(1)3s末的速度大小为6m/s;

(2)3s内的位移大小是9m;

(3)第4s秒内的位移大小是7m.

解析

解:(1)根据牛顿第二定律得:

物体加速度 a===2m/s2;                          

3s末的速度为 v3=at=6m/s                       

(2)3s内的位移为 x3===9m                        

(3)第4s内的位移 S4=v3t4+=6×1+=7m

答:

(1)3s末的速度大小为6m/s;

(2)3s内的位移大小是9m;

(3)第4s秒内的位移大小是7m.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,由倾角45°光滑斜面和半径为R的光滑圆周组成的轨道固定在竖直平面内,斜面和圆周之间有小圆弧平滑连接.小球(半径较小)以一定的初速度在斜面的最高点沿斜面释放,小球始终贴着轨道内侧过最高点做完整的顺时针运动,已知重力加速度为g,则小球通过斜面的最长时间为(  )

A-

B-

C-

D-

正确答案

B

解析

解:小球在最高点的速度最小时,通过斜面的时间最长.根据mg=

得:

设到达斜面顶端的速度为v2,根据动能定理得:

mgR=

解得:v2=

小球在斜面上运动的加速度为:a==

根据

得:t=

故选:B.

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题型:填空题
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填空题

如图质量为m的物体放在光滑的水平面上,在与水平方向成θ角的拉力F的作用下沿水平面运动,则物体对水平面的压力为______,物体运动的加速度为______

正确答案

mg-Fsinθ

解析

解:竖直方向:压力为:N=mg-Fsinθ,

水平方向由牛顿第二定律有:Fcosθ=ma,

得加速度为:a=

故答案为:mg-Fsinθ,

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题型: 多选题
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多选题

(2015秋•长沙校级月考)如图是汽车运送圆柱形工件的示意图,图中P、Q、N是固定在车体上的压力传感器,假设圆柱形工件表面光滑,汽车静止不动时Q传感器示数为零,P、N传感器示数不为零.当汽车向左匀加速启动过程中,P传感器示数为零而Q、N传感器示数不为零.已知sin15°=0.26,cos15°=0.97,tan15°=0.27,g=10m/s2.则汽车向左匀加速启动的加速度可能为(  )

A3

B2.7

C1.5

D1

正确答案

A,B

解析

解:当汽车向左匀加速启动过程中,P传感器示数为零而Q、N传感器示数不为零,受力分析如图.

根据牛顿第二定律得

 FQ+mg=FNcos15°…①

 F=FNsin15°=ma…②

由①②知:a=tan15°=×0.27+10×0.27=0.27+2.7≥2.7m/s2,故可能的为AB选项.

故选:AB

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