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题型:简答题
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简答题

水平传送带以2 m/s的速度运行,将质量为2 kg的工件沿竖直方向轻轻放在传送带上(设传送带速度不变),如图所示,工件与传送带之间动摩擦因数μ=0.2,放上后工件在5s内的位移是多少?摩擦力对工件做的功是多少?(g取 10 m/s2

正确答案

解:

工件只有摩擦力使它产生加速度,由牛顿第二定律,有:μmg= ma,所以a=μg, 由运动学公式知,达到v=2 m/s的时间为:

位移为:

由以上计算可知,工件经1s后速度达到2m/s,而以后工件和传送带一起匀速运动,所以工件在5s内位移为: s =s1+v(5 -t)=1 m+2×4 m=9m.

在工件与传送带一起运动之前才有摩擦力存在,所以摩擦力对物体做功为:

Wf=Ffs1=μmgs1=0.2×2×10×1J=4J.

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简答题

如图所示,圆环的质量为M,经过环心的竖直细钢丝AB上套一质量为m的小球,今将小球沿钢丝AB以初速度0从A点竖直向上抛出,致使环对地面的压力恰好为零,求:

(1)小球上升的加速度;

(2)小球能达到的最大高度。(球不会碰到B点)

正确答案

解:(1)环对地面的压力恰好为零,说明它所受小球的滑动摩擦力F1与环自身重力G1恰平衡,所以二者大小相等,即:F1=G1=Mg

小球受力如图,其中F2与F1为作用力和反作用力关系,大小相等,所以F2=Mg

由牛顿第二定律得:F2+G2=ma

所以小球上升的加速度大小为:a=(F2+G2)/m=(M+m)g/m

小球上升的加速度方向竖直向下

       

(2)小球上升到最高点时速度等于零,由得:

所以小球能上升的最大高度hm=

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简答题

滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”,如图甲所示,OAB是同一竖直平面上的滑行轨道,其中OA段是长27m的水平轨道,AB段是倾角θ=37°足够长的斜直轨道,OA与AB在A点平滑连接。已知滑板及运动员总质量为60kg,运动员从水平轨道向左滑向斜直轨道,滑到O点开始计时,其后一段时间内的运动图象如图乙所示。将滑板及运动员视为质点,滑过拐角时速度大小不变,在水平和斜直轨道上滑板和接触面间的动摩擦因数相同。(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,忽略空气阻力)求:

(1)滑板与接触面间的动摩擦因数;

(2)运动员到达坡底A点时速度大小;

(3)运动员沿坡上滑的最大距离。(保留三位有效数字)

正确答案

解:(1)由运动图象知a==-2m/s2

      在水平方向由牛顿第二定律得:-μmg=ma

      联立解得:μ=0.2

(2)设人运动到A点时速度为v,由运动学公式v2-v02=2ax

      解得:v=6m/s

(3)运动员冲上斜面后做匀减速运动,设减速过程的加速度为a′

      由牛顿第二定律得:-mgsinθ-μFN=ma′

      FN=mgcosθ

      解得:a′=-7.6m/s2

      设沿坡上滑的最大距离为x,由运动学公式:0-v2=2a′x

      解得:x=2.37m

      即沿坡上滑的最大距离为2.37m

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简答题

如图所示,某物块(可看成质点)从A点沿竖直光滑的圆弧轨道,由静止开始滑下,圆弧轨道的半径,末端B点与水平传送带相切,物块由B点滑上粗糙的传送带。若传送带静止,物块滑到传送带的末端C点后做平抛运动,落到水平地面上的D点,已知C点到地面的高度H=5m,C点到D点的水平距离为,g=10m/s2。求:

(1)物块滑到B点时速度的大小;

(2)物块滑到C点时速度的大小;

(3)若传送带不静止,则物块最后的落地点可能不在D点。取传送带顺时针转动为正方向,试讨论物块落地点到C点的水平距离x与传送带匀速运动的速度v的关系,并作出x-v的图象。

       

正确答案

解:(1)从A到B,由动能定理得:mgR=1/2mv12,v1=m/s

(2)从C到D做平抛运动,竖直方向有:H=1/2gt2,t=1s

水平方向上有:x1=v2t,v2=1m/s

(3)若物体在传送带上一直加速,到C点时速度为v3,由运动学规律有:

v22-v12=-2as,v32-v12=-2as

v3=3m/s

讨论:(1)若传送带逆时针转动:x=x1=1m

(2)若传动带顺时针转动:

Ⅰ、当0<v≤1m/s时,x=x1=1m

Ⅱ、当1m/s<v≤3m/s时,x=vt=v

Ⅲ、当v>3m/s时,x=v2t=3m

图像如图所示

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简答题

如图所示,一位质量m=65kg参加“挑战极限运动”的业余选手,要越过一宽度为s=3m的水沟,跃上高为h=1.8m的平台,采用的方法是:人手握一根长L=3.05m的轻质弹性杆一端。从A点由静止开始匀加速助跑,至B点时,杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着杆发生形变,同时人蹬地后被弹起,到达最高点时杆 处于竖直,人的重心恰位于杆的顶端,此刻人放开杆水平飞出,最终趴落到平台上,运动过程中空气阻力可忽略不计。(g取10m/s2

(1)设人到达B点时速度v0=8m/s,人匀加速运动的加速度a=2m/s2,求助跑距离SAB

(2)设人跑动过程中重心离地高度H=1.0m,在(1)、(2)问的条件下,在B点人蹬地弹起瞬间,人至少再做多少功?

正确答案

解:(1)

(2)

下一知识点 : 匀变速直线运动的推导公式
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