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题型:填空题
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填空题

为研究钢球在液体中运动时所受阻力的阻力常数,让钢球从某一高度竖直下落进入液体中运动,用闪光照相的方法拍摄出钢球在不同时刻的位置,如右图所示.已知钢球在液体中运动时所受阻力F=kv2,闪光照相机的闪光频率为f,图中刻度尺的最小分度为s0,钢球质量为m,则阻力常数k的表达式为______

正确答案

解析

解:从图中能够看到钢球匀速运动时每经过时间,下落2s0的距离,

由v===2fs0

此时钢球匀速下落所以受力平衡,即受到的重力与液体的阻力大小相等,

即:mg=kv2

把①代入②整理得:

k==

故答案为:k=

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题型:简答题
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简答题

跳伞员常常采用“加速自由降落”(即AFF)的方法跳伞.如果一个质量为50kg的运动员在3658m的高度从飞机上跳出,自由降落40s时,竖直向下的速度达到50m/s,然后再打开降落伞(开伞时间不计),假设这一运动是匀加速直线运动.求:

(1)运动员平均空气阻力为多大?

(2)在开伞时,他离地面的高度是多少?

正确答案

解:(1)加速度                   

平均阻力为f,

mg-f=ma

所以f=(50×10-50×1.25)=437.5N                    

(2)自由降落的位移为h,

           

开伞时的高度为H,

H=H0-h=3658-1000=2658m         

答:(1)运动员平均空气阻力为437.5N

(2)在开伞时,他离地面的高度是2658m

解析

解:(1)加速度                   

平均阻力为f,

mg-f=ma

所以f=(50×10-50×1.25)=437.5N                    

(2)自由降落的位移为h,

           

开伞时的高度为H,

H=H0-h=3658-1000=2658m         

答:(1)运动员平均空气阻力为437.5N

(2)在开伞时,他离地面的高度是2658m

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题型:简答题
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简答题

如图所示,将完全相同的两小球A、B,用长L=0.8米的细绳悬于以v=4米/秒向右匀速运动的小车顶部,两球与小车前后壁接触,由于某种原因,小车突然停止,此时,两悬线中的张力之比TB:TA为多少?(g=10m/s2

正确答案

解:对A球有:TA-mg=m

TA=mg+m=10m+20m=30m.

对B球有:TB=mg=10m.

所以TB:TA=1:3.

答:两悬线中的张力之比TB:TA为1:3.

解析

解:对A球有:TA-mg=m

TA=mg+m=10m+20m=30m.

对B球有:TB=mg=10m.

所以TB:TA=1:3.

答:两悬线中的张力之比TB:TA为1:3.

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题型:简答题
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简答题

将质量为0.5kg的小球以14m/s的初速度竖直向上抛出,运动中小球受到的空气阻力大小恒为2.1N.(g=9.8m/s2)求:

(1)小球上升的加速度大小;

(2)小球能上升的最大高度.

正确答案

解:(1)设力作用时物体的加速度为a,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律有:

Ff+mg=ma

则有:a=g+=9.8+=14m/s2        

(2)由0-=-2ah得:

h==m=7m

答:(1)小球上升的加速度大小为14 m/s2

(2)小球能上升的最大高度为7m.

解析

解:(1)设力作用时物体的加速度为a,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律有:

Ff+mg=ma

则有:a=g+=9.8+=14m/s2        

(2)由0-=-2ah得:

h==m=7m

答:(1)小球上升的加速度大小为14 m/s2

(2)小球能上升的最大高度为7m.

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题型:填空题
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填空题

如图所示,质量为m的小球放在光滑的半径为R=1m的半圆形槽内,当槽和球以7.5m/s2的加速度向右匀加速运动时,球距槽底的高度为______

正确答案

0.2m

解析

解:小球所受的合力F=ma=

所以tanθ=.知θ=53°.

则h=R-Rsinθ=1-0.8m=0.2m

故答案为:0.2m.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一传送皮带与水平面夹角为α=37°,正以2m/s的恒定速率顺时针运行.现将一质量为10kg的工件轻放于其底端,经一段时间送到高3m的平台上,已知工件与皮带间的动摩擦因数为μ=,g取10m/s2,求带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能.

正确答案

解:工件轻轻放在皮带的底端,受到重力、支持力、和沿斜面向上的滑动摩擦力作用,合力沿斜面向上,工件做匀加速运动,据牛顿第二定律得:

μmgcosθ-mgsinθ=ma   

得加速度:a=1m/s

设工件经过时间t1速度与传送带相同,则:t1===2s;

此过程中工作移动的位移为:s1==1×4=2m;

△s=v0t1-s1=2×2-2m=2m

电动机由于传送工件多消耗的电能为:

E=+mgh+μmgcosα△s=×10×4+10×10×3+×100×0.8×2=460J.

答:带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能为460J..

解析

解:工件轻轻放在皮带的底端,受到重力、支持力、和沿斜面向上的滑动摩擦力作用,合力沿斜面向上,工件做匀加速运动,据牛顿第二定律得:

μmgcosθ-mgsinθ=ma   

得加速度:a=1m/s

设工件经过时间t1速度与传送带相同,则:t1===2s;

此过程中工作移动的位移为:s1==1×4=2m;

△s=v0t1-s1=2×2-2m=2m

电动机由于传送工件多消耗的电能为:

E=+mgh+μmgcosα△s=×10×4+10×10×3+×100×0.8×2=460J.

答:带动皮带的电动机由于传送工件多消耗的电能为460J..

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•福州校级期末)某传动装置的水平传送带以恒定的速度V0=5m/s运行,将一块底面水平的粉笔轻轻放在传送带上,两者共速后发现粉笔在传送带上留下一条长度L=5m的白色划线,稍后,因传动装置受阻碍,传送带做匀减速运动,其加速度的大小为5m/s2.传动装置受阻后,

①粉笔是否能在传送带上继续滑动?若能,它沿皮带继续滑动的距离L‘=?

②若要粉笔不能继续在传送带上滑动,则皮带做减速运动时,其加速度大小应限制在什么范围内?

正确答案

解:(1)先求粉笔与皮带间的动摩擦因数μ.皮带初始以v0=5m/s匀速行驶,粉笔对地以a=μg的加速度匀加速,划痕l=5m为相对位移.则

l=v0t-

t=

解得:a=,μ=0.25

第二阶段,因皮带受阻,做a0=5m/s2的匀减速.a0>a,粉笔能在传送带上继续滑动,且皮带比粉笔先停下,粉笔还能在皮带上作相对滑动.粉笔相对皮带滑行距离为

=2.5m.

(2)因为皮带对粉笔的最大静摩擦力为μmg,所以粉笔对地的最大加速度为μg,为防止粉笔在皮带上相对滑动,皮带加速度a0应限制在μg范围内,

即0<a≤2.5m/s2

答:(1)能,它沿皮带继续滑动的距离为2.5m.

(2)加速度大小应限制在0<a≤2.5m/s2

解析

解:(1)先求粉笔与皮带间的动摩擦因数μ.皮带初始以v0=5m/s匀速行驶,粉笔对地以a=μg的加速度匀加速,划痕l=5m为相对位移.则

l=v0t-

t=

解得:a=,μ=0.25

第二阶段,因皮带受阻,做a0=5m/s2的匀减速.a0>a,粉笔能在传送带上继续滑动,且皮带比粉笔先停下,粉笔还能在皮带上作相对滑动.粉笔相对皮带滑行距离为

=2.5m.

(2)因为皮带对粉笔的最大静摩擦力为μmg,所以粉笔对地的最大加速度为μg,为防止粉笔在皮带上相对滑动,皮带加速度a0应限制在μg范围内,

即0<a≤2.5m/s2

答:(1)能,它沿皮带继续滑动的距离为2.5m.

(2)加速度大小应限制在0<a≤2.5m/s2

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题型: 多选题
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多选题

(2015秋•营口校级期末)如图所示,斜面体的上表面除AB段粗糙外,其余部分光滑. 一物体从斜面的顶端滑下,经过A、C两点时的速度相等,已知AB=BC,物体与AB段的动摩擦因数处处相等,斜面体始终静止在地面上,则(  )

A物体在AB段和BC段运动的加速度大小相等

B物体在AB段和BC段运动的时间不相等

C物体在AB段和BC段运动时,斜面体受到地面静摩擦力的大小相等

D物体在AB段和BC段运动时,斜面体受到地面支持力的大小相等

正确答案

A,C

解析

解:A、根据运动学公式分析

对于AB段:vB2-vA2=-2a1x

对于BC段:vC2-vB2=2a2x

由题vA=vC,则由上两式比较可得:a1=a2.即BC段与AB段的加速度大小相等,但方向相反,可得AB段和BC的加速度大小相等,故A正确;

B、经过A点时的速度与经过C点时的速度相等,根据公式,知AB段和BC段的平均速度相等,两段位移相等,所以运动时间相等.故B错误; 

C、在AB段,物体的加速度沿斜面向上,以斜面和物体整体为研究对象,根据牛顿第二定律可知,整体有水平向右的合外力,则地面对斜面的静摩擦力水平向右;在BC段,物体的加速度沿斜面向下,以斜面和物体整体为研究对象,根据牛顿第二定律可知,整体有水平向左的合外力,则地面对斜面的静摩擦力水平向左.又合力相等,故水平分力相等,斜面体受到地面静摩擦力的大小相等,故C正确. 

D、在AB段,物体的加速度沿斜面向上,故超重,对地面的压力大于重力,在BC段,物体的加速度沿斜面向下,故失重,对地面的压力小于重力,由牛顿第三定律得,斜面体受到地面支持力的大小不相等,故D错误

故选:AC

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题型:简答题
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简答题

物体A的质量M=1kg,静止在光滑的水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长L=1m,某时刻A以vo=4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面,在A滑上B的同时,给B施加一个水平向右的恒定拉力F,忽略物体A的大小,已知A与B之间的动摩擦因数μ=0.2,取重力加速度g=10m/s,试求:

(1)若F=5N,在施加给B的瞬间,物体A和小车B的加速度分别是多大?

(2)若F=5N,物体A在小车上运动时相对小车滑行的最大距离时多大?

(3)如果要使A不至于从B的右端滑落,拉力F大小应满足什么条件?

正确答案

解:(1)F施加的瞬间,A的加速度大小

B的加速度大小=14m/s2

(2)两者速度相同时,有V0-aAt=aBt,得:t=0.25s

A滑行距离:SA=V0t-,代入数据解得

B滑行距离:SB=

最大距离:△s=SA-SB=0.5m

(3)物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v1

则:

代入数据联立可得:aB=6m/s2 F=maB-µMg=1N

若F<1N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从B上滑落,所以F必须大于等于1N.

当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才不会从B的左端滑落.

即有:F=(m+M)a,µMg=ma 所以:F=3N

若F大于3N,A就会相对B向左滑下.综上:力F应满足的条件是:1N≤F≤3N.

答:(1)物体A和小车B的加速度分别是2m/s2、14m/s2

(2)物体A在小车上运动时相对小车滑行的最大距离为0.5m;

(3)拉力F大小应满足1N≤F≤3N.

解析

解:(1)F施加的瞬间,A的加速度大小

B的加速度大小=14m/s2

(2)两者速度相同时,有V0-aAt=aBt,得:t=0.25s

A滑行距离:SA=V0t-,代入数据解得

B滑行距离:SB=

最大距离:△s=SA-SB=0.5m

(3)物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v1

则:

代入数据联立可得:aB=6m/s2 F=maB-µMg=1N

若F<1N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从B上滑落,所以F必须大于等于1N.

当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才不会从B的左端滑落.

即有:F=(m+M)a,µMg=ma 所以:F=3N

若F大于3N,A就会相对B向左滑下.综上:力F应满足的条件是:1N≤F≤3N.

答:(1)物体A和小车B的加速度分别是2m/s2、14m/s2

(2)物体A在小车上运动时相对小车滑行的最大距离为0.5m;

(3)拉力F大小应满足1N≤F≤3N.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•吉林校级期末)一个质量为2kg的物体静止于水平地面上,它与地面间的动摩擦因数为μ=0.2.物体受到6N的水平拉力作用时,由静止开始运动.(取g=10m/s2).试分析:开始运动后的前4s内物体的位移大小是多少?

正确答案

解:根据牛顿第二定律得,a=

则物体运动的位移x=m.

答:物体在4s内的位移是8 m.

解析

解:根据牛顿第二定律得,a=

则物体运动的位移x=m.

答:物体在4s内的位移是8 m.

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