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题型:简答题
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简答题

为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离(如图所示),已知某高速公路的最高限速v=120km/h.假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)为t=0.50s,刹车时汽车受到阻力的大小F为汽车重力的0.40倍,该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少?(取重力加速度g=10m/s2

正确答案

解:司机发现前车停止,在反应时间t=0.50s内仍做匀速运动,刹车后摩擦阻力提供刹车时的加速度,使车做匀减速直线运动,达前车位置时,汽车的速度应为零.

当汽车速度达到:v=120km/h= m/s时

反应时间内行驶距离:x1=vt=×0.5m= m

刹车后的加速度:a=-=-=-4m/s2

由公式:v2-=2ax知

0-(2=-2×4x2

得刹车过程的位移:x2= m

所以公路上汽车间距离至少为:s=x1+x2=156m.

答:该高速公路上汽车间的距离s至少应为156m.

解析

解:司机发现前车停止,在反应时间t=0.50s内仍做匀速运动,刹车后摩擦阻力提供刹车时的加速度,使车做匀减速直线运动,达前车位置时,汽车的速度应为零.

当汽车速度达到:v=120km/h= m/s时

反应时间内行驶距离:x1=vt=×0.5m= m

刹车后的加速度:a=-=-=-4m/s2

由公式:v2-=2ax知

0-(2=-2×4x2

得刹车过程的位移:x2= m

所以公路上汽车间距离至少为:s=x1+x2=156m.

答:该高速公路上汽车间的距离s至少应为156m.

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题型:填空题
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填空题

用弹簧秤水平拉着物体在水平面上做匀速运动时,弹簧秤的读数是0.4N.当物体做匀加速直线运动时,弹簧秤的读数是2.1N,此时物体的加速度是0.85m/s2.则该物体的质量是______

正确答案

2kg

解析

解:物体做匀速直线运动,由平衡条件得:f=F1=0.4N,

物体匀加速运动时,由牛顿第二定律得:F2-f=ma,

解得:m===2kg.

故答案为:2kg.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,水平桌面上放着一块木板,木板的质量M=1.0kg,长度L=1.0m,厚度可以忽略不计,木板左右两端与桌面的两端对齐.质量m=1.0kg的小物块放在木板的正中央(小物块可视为质点),物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.40.物块与桌面间的动摩擦因数μ2=0.20,木板与桌面间的摩擦忽略不计,先对木板施加一个水平向右的恒力F,木板与物块发生相对滑动,经过一段时间物块离开木板,此后物块在桌面上运动,最后刚好停在桌面的右端.取g=10m/s2.求:

(1)物块在木板上运动的时间;

(2)作用在木板上的恒力F的大小.

正确答案

解:(1)小物块在木板上滑动时,根据牛顿第二定律,有:

μ1mg=ma1 

解得:

 

小物块在桌面上滑动时,根据牛顿第二定律,有:

μ2mg=ma2

解得:

经过时间t1,物块与木板分离,物块的位移:

 

此后,物块在桌面上做匀减速直线运动,经过时间t2运动到桌面的最右端,速度刚好减为零,位移:

 

由图1,有:

 

物块与木板分离时速度:

v=a1t1

v=a2t2

解得:

t1=0.29s

(2)物块在木板上滑动时,木板水平方向受力如图2所示:

木板向右做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律,有:

F-μ1mg=Ma3 

解得:

 

物块和木板分离时,木板的位移:

 

由图1可知:

 

解得:

F=20N

答:(1)物块在木板上运动的时间为0.29s;

(2)作用在木板上的恒力F的大小为20N.

解析

解:(1)小物块在木板上滑动时,根据牛顿第二定律,有:

μ1mg=ma1 

解得:

 

小物块在桌面上滑动时,根据牛顿第二定律,有:

μ2mg=ma2

解得:

经过时间t1,物块与木板分离,物块的位移:

 

此后,物块在桌面上做匀减速直线运动,经过时间t2运动到桌面的最右端,速度刚好减为零,位移:

 

由图1,有:

 

物块与木板分离时速度:

v=a1t1

v=a2t2

解得:

t1=0.29s

(2)物块在木板上滑动时,木板水平方向受力如图2所示:

木板向右做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律,有:

F-μ1mg=Ma3 

解得:

 

物块和木板分离时,木板的位移:

 

由图1可知:

 

解得:

F=20N

答:(1)物块在木板上运动的时间为0.29s;

(2)作用在木板上的恒力F的大小为20N.

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题型: 多选题
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多选题

(2016•惠安县校级模拟)如图所示,两个质量分别为m1=2kg,m2=3kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧秤连接.两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则(  )

A弹簧秤的示数是10N

B弹簧秤的示数是50N

C在突然撤去F2的瞬间,m1的加速度不变

D在突然撤去F2的瞬间,m2的加速度变大

正确答案

C,D

解析

解:AB、对整体分析,整体的加速度a=.隔离对m2分析,有F-F2=m2a,解得:

F=F2+m2a=20+3×2N=26N.故A、B错误.

C、在突然撤去F2的瞬间,弹簧的弹力不变,则m1所受的合力不变,所以m1的加速度不变.故C正确.

D、在突然撤去F2的瞬间,弹簧的弹力不变,m2所受的合力变为弹簧的弹力,则加速度,加速度变大.故D正确.

故选CD.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,光滑水平面上放着质量为M的木板,木板的上表面粗糙且左端有一个质量为m的木块。现对木块施加一个水平向右的恒力F,木块与木板由静止开始运动,经过时间t分离。下列说法正确的是(  )

A若仅增大木板的质量M,则时间t增大

B若仅增大木块的质量m,则时间t增大

C若仅增大恒力F,则时间t增大

D若仅增大木块与木板间的动摩擦因数,则时间t增大

正确答案

B,D

解析

解:根据牛顿第二定律得,木块m的加速度,木板M的加速度

根据L=

t=

A、若仅增大木板的质量M,m的加速度不变,M的加速度减小,则时间t减小.故A错误.

B、若仅增大小木块的质量m,则m的加速度减小,M的加速度增大,则t变大.故B正确.

C、若仅增大恒力F,则m的加速度变大,M的加速度不变,则t变小.故C错误.

D、若仅增大木块与木板间的动摩擦因数,则小明的加速度减小,M的加速度增大,则t变大.故D正确.

故选:BD.

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题型:简答题
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简答题

一较长的弹簧两端拴着质量分别为m1和m2的物体,今将m2放于水平面上,缓缓向下加力将m1往下压,如图,m1到最低点时所施压力大小为F.若要求撤去F后m1跳起将m2拉得跳离桌面,F至少多大?

正确答案

解:撤去F后,m1跳起后做简谐运动,当m1运动到最高,弹簧将m2拉得恰好跳离桌面时,弹簧的弹力大小等于m2g,

根据牛顿第二定律得,物体m1在最高点时加速度的大小a1===,方向竖直向下.

根据简谐运动的对称性,物体m1在最低点时加速度的大小a2=a1,合力大小等于F,方向竖直向上,

根据牛顿第二定律得

   F=m1a2=(m1+m2)g

答:撤去F后m1跳起将m2拉得跳离桌面,F至少为(m1+m2)g.

解析

解:撤去F后,m1跳起后做简谐运动,当m1运动到最高,弹簧将m2拉得恰好跳离桌面时,弹簧的弹力大小等于m2g,

根据牛顿第二定律得,物体m1在最高点时加速度的大小a1===,方向竖直向下.

根据简谐运动的对称性,物体m1在最低点时加速度的大小a2=a1,合力大小等于F,方向竖直向上,

根据牛顿第二定律得

   F=m1a2=(m1+m2)g

答:撤去F后m1跳起将m2拉得跳离桌面,F至少为(m1+m2)g.

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题型:简答题
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简答题

如图甲,在水平地面上,有一个质量为4kg的物体,受到在一个与水平地面成37°的斜向右下方F=50N的推力,由静止开始运动,其速度时间图象如图乙所示.(g=10N/kg,sin37°=0.6,cos37°=0.8.)求:

(1)物体的加速度大小;

(2)物体与地面间的动摩擦因数.

正确答案

解:(1)v-t图象中图象的斜率表示加速度的大小,如图可知物体的加速度为:

a=

(2)对物体进行受力分析有:

由图知:水平方向:Fcos37°-f=ma…①

竖直方向:N-mg-Fsin37°=0…②

滑动摩擦力为:f=μN…③

由①②③式可解得:

答:(1)物体的加速度大小为5m/s2

(2)物体与地面间的动摩擦因数为

解析

解:(1)v-t图象中图象的斜率表示加速度的大小,如图可知物体的加速度为:

a=

(2)对物体进行受力分析有:

由图知:水平方向:Fcos37°-f=ma…①

竖直方向:N-mg-Fsin37°=0…②

滑动摩擦力为:f=μN…③

由①②③式可解得:

答:(1)物体的加速度大小为5m/s2

(2)物体与地面间的动摩擦因数为

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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=30°时,可视为质点的一小物块恰好能沿着木板匀速下滑.若让该小物块从木板的底端以大小恒定的初速率v0=10m/s的速度沿木板向上运动,小物块沿木板滑行的距离为s,重力加速度g取10m/s2

(1)求小物块与木板间的动摩擦因数;

(2)求小物块沿木板滑行的距离s.

正确答案

解:(1)小物块恰好能沿着木板匀速下滑.由平衡条件得:

  mgsinθ-f=0,

  f=μmgcosθ

联立解得:μ=tanθ=

(2)对于小物块沿木板向上滑行,由牛顿第二定律得:

  mgsinθ+μmgcosθ=ma

又0-v02=-2as

代入数据得:s=5m

答:(1)小物块与木板间的动摩擦因数是

(2)小物块沿木板滑行的距离s上5m.

解析

解:(1)小物块恰好能沿着木板匀速下滑.由平衡条件得:

  mgsinθ-f=0,

  f=μmgcosθ

联立解得:μ=tanθ=

(2)对于小物块沿木板向上滑行,由牛顿第二定律得:

  mgsinθ+μmgcosθ=ma

又0-v02=-2as

代入数据得:s=5m

答:(1)小物块与木板间的动摩擦因数是

(2)小物块沿木板滑行的距离s上5m.

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题型:填空题
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填空题

如图所示是伽利略理想斜面实验中的一幅图,一小球在光滑槽内运动,槽底水平部分长5m,若小球由A点静止开始运动,经4s到达另一斜面与A等高的B点,且已知小球在水平部分运动时间为1s,则小球下落点A离水平底部的高度为______m;小球从A到B运动的总路程是______m.

正确答案

1.25

12.5

解析

解:小球在槽底做匀速直线运动的速度

根据动能定理得,mgh=,解得h=

AC段的平均速度,BD段的平均速度,则x′=,则总路程s=x+x′=7.5m+5m=12.5m

故答案为:1.25,12.5.

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题型:简答题
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简答题

质量m=4kg的物体静止在足够大的水平地面上,它与地面间的动摩擦因数μ=0.1,从t=0开始受到沿东西方向的水平力F作用,如图甲所示,力F的大小.方向随时间t的变化规律如图乙所示(规定向东为力的正方向),求物体在5s末.10s末.15s末时的速度大小.

正确答案

解:由图象知,在0-5s时间内,物体在拉力和摩擦力作用下产生加速度,根据牛顿第二定律有:

F1-μmg=ma1

物体在5s末的速度为:v5=a1t=0.25×5m/s=1.25m/s

由图象知,物体在6-10s内,物体拉力为:F2=-3N

此时物体产生的加速度为:

物体初速度为v5=1.25m/s,故物体做匀减速运动,当速度减为0时所用时间为:

又因为当速度减小为0时,拉力F2的大小为3N小于物体与水平面间的滑动摩擦力,故当物体停止运动后将保持静止,故物体在10s末的速度为0;

由图象知,在10-15s,拉力大小为F3=10N时,

根据牛顿第二定律有:

所以15s末也就是加速5s末的速度为:v15=a3t3=1.5×5m/s=7.5m/s

答:物体在5s末.10s末.15s末时的速度大小分别为:1.25m/s、0、7.5m/s.

解析

解:由图象知,在0-5s时间内,物体在拉力和摩擦力作用下产生加速度,根据牛顿第二定律有:

F1-μmg=ma1

物体在5s末的速度为:v5=a1t=0.25×5m/s=1.25m/s

由图象知,物体在6-10s内,物体拉力为:F2=-3N

此时物体产生的加速度为:

物体初速度为v5=1.25m/s,故物体做匀减速运动,当速度减为0时所用时间为:

又因为当速度减小为0时,拉力F2的大小为3N小于物体与水平面间的滑动摩擦力,故当物体停止运动后将保持静止,故物体在10s末的速度为0;

由图象知,在10-15s,拉力大小为F3=10N时,

根据牛顿第二定律有:

所以15s末也就是加速5s末的速度为:v15=a3t3=1.5×5m/s=7.5m/s

答:物体在5s末.10s末.15s末时的速度大小分别为:1.25m/s、0、7.5m/s.

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