方向向左(2分)
1.(★★★)如图6所示,质量为M的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定一个质量为m的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零瞬间,小球的加速度大小为
2.(★★★)如图7所示,A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为
A.都等于
B.
和0
C.
和0
和
3.(★★★★)如图8,质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上,B与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐振动,振动过程中A、B之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为k,当物体离开平衡位置的位移为x时,A、B间摩擦力的大小等于
x
C.(
)kxD.(
)kx
一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮,绳的一端系一质量m=15kg的重物.重物静止于地面上,有一质量m1=10kg的猴子,从绳的另一端沿绳向上爬,如图所示,不计滑轮摩擦,在重物不离开地面的条件下,猴子向上爬的最大加速度为(g取10m/s2)( )
A.25m/s2B.5m/s2
C.10m/s2D.15m/s2
【解析】 重物刚要离开地面时,绳子上的拉力FT=mg=150N,猴子与绳子间的静摩擦力的大小Ff=FT=150N,对猴子应用牛顿第二定律有Ff-m1g=m1a,解得a=5m/s2.
【答案】 B
例1一列质量为103t的列车,机车牵引力为×105N,运动中所受阻力为车重的倍。
列车由静止开始做匀加速直线运动,速度变为180km/h需多少时间此过程中前进了多少千米(g取10m/s2)
解析本例是根据受力情况求运动情况。
列车总质量m=103t=106kg,总重力G=mg=106×10N=107N。
运动中所受阻力F=0.01G=×107N=1×105N。
设列车匀加速的加速度为a由牛顿第二定律得F合=F牵-F=ma,
则列车的加速度为
列车由静止加速到vt=180km/h=50m/s所用的时间为
此过程中列车的位移为
例2质量为10g的子弹,以300m/s的水平速度射入一块一块坚直固定的木板,把木板打穿,子弹穿出的速度为200m/s,板厚10㎝,求子弹对木板的平均作用力。
解析本例已知运动情况求受力情况。
先由运动学公式求加速度,再由牛顿第二定律求平均作用力。
用公式计算时,用国际单位制表示物理量单位。
以子弹为研究对象,取v0方向为正方向,依题意:
v0=300m/s,vt=200m/s,s=10㎝=0.10m,m=10g=10×10-5kg。
子弹穿过木板过程中可看做匀速运动,设加速度为a,由
有
负号表示加速度方向与初速度方向相反。
设木板对子弹的平均作用力为F,据牛顿第二定律有
F=ma=10×10-3××105)N=×103N
负号表示平均阻力的方向与初速度方向相反。
由牛顿第三定律,子弹对木板的平均作用力F’与木板对子弹的平均作用力F是作用力与反作用力。
故F’=-F=×103N
例3如图a表示,AC,BC为位于坚直平面内的两根光滑细杆,A,B,C三点恰位于同一圆周上,C为该圆周的最低点,a,b为套在细杆上的两个小环,当两环同时从A、B点自静止开始下滑,则
A.环a将先到达点C
B.环b将先到达点C
C.环a,b同时到达点C
D.由于两杆的倾角不知道,无法判断
解析根据环的受力情况由牛顿第二定律判断运动情况。
环受力如图b所示,正交分解后可得环所受合外力为F合=mgsinθ,由牛顿第二定律F合=ma得,a=gsinθ。
设圆半径为R,由图中几何关系可得细杆长度为L=2Rsinθ,则小环沿杆由静止匀加速下滑,根据动力学公式L=
得2Rsinθ=
所以
可见小环沿细杆下滑所需时间与杆的倾斜程度无关。
故选C。
例4质量为60kg的人站在升降机的体重计上,当升降机做以下各运动时,体重计的示数是多少(
g=10m/s2)
(1)升降机匀速上升;
(2)升降机以5m/s2加速度加速上升;
(3)升降机以5m/s2加速度减速上升;
(4)升降机自由下落。
解析体重计示数表示人对体重计的压力,这个压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力。
要求体重计示数,需求出人对体重计的压力,由牛顿第二定律不难求出该力。
以人为研究对象,人受重力mg,方向坚直向下,支持力FN,方向坚直向上。
(1)匀速运动时,加速度a=0,由FN-mg=0得
FN-mg=600N
由牛顿第三定律可知,体重计示数为600N。
(2)因F合方向与加速度方向一致,故有
FN’-mg=ma’
∴FN’=m(g+a’)=900N
由牛顿第三定律可知体重计示数为900N
(3)升降机匀减速上升时,因加速度方向向下,合外力向下。
由mg-FN’’=ma’’得F’’=m(g-a’’)=300N
同理,由牛顿第三定律得体重计示数为300N
(4)升降机自由正落时,加速度方向向下。
a’’’=g
由mg-FN’’’=ma’’’,得FN’’’=0
可见体重计示数为零。
10、如图所示,传送带与地面倾角为
,AB的长度为16m,传送带以10m/s的速度转动,在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,求物体从A运动到B所用的时间可能为.(sin37°=
0.6,cos37°=0.8,g=10m/s).()
A.、BD
12、如图所示,水平传送带A、B两端相距S=3.5m,工件与传送带间的动摩擦因数μ=。
工件滑上A端瞬时速度VA=4m/s,达到B端的瞬时速度设为vB。
(1)若传送带不动,vB多大?
(2)若传送带以速度v(匀速)逆时针转动,vB多大?
(3)若传送带以速度v(匀速)顺时针转动,vB多大?
12、【解析】
(1)传送带不动,工件滑上传送带后,受到向左的滑动摩擦力(Ff=μmg)作用,工件向右做减速运动,初速度为VA,加速度大小为a=μg=lm/s2,到达B端的速度
.
(2)传送带逆时针转动时,工件滑上传送带后,受到向左的滑动摩擦力仍为Ff=μmg,工件向右做初速VA,加速度大小为a=μg=1m/s2减速运动,到达B端的速度vB=3m/s.
(3)传送带顺时针转动时,根据传送带速度v的大小,由下列五种情况:
①若v=VA,工件滑上传送带时,工件与传送带速度相同,均做匀速运动,工件到达B端的速度vB=vA
②若v≥
,工件由A到B,全程做匀加速运动,到达B端的速度vB=
=
m/s.
③若
>v>VA,工件由A到B,先做匀加速运动,当速度增加到传送带速度v时,工件与传送带一起作匀速运动速度相同,工件到达B端的速度vB=v.
④若v≤
时,工件由A到B,全程做匀减速运动,到达B端的速度
⑤若vA>v>
,工件由A到B,先做匀减速运动,当速度减小到传送带速度v时,工件与传送带一起作匀速运动速度相同,工件到达B端的速度vB=v。
24.(18分)质量
的物块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离撤去该力,物块继续滑行
停在B点,已知A、B两点间的距离
,物块与水平面间的动摩擦因数
,求恒力F多大。
(
)
24.设撤去力F前物块的位移为
,撤去力F时物块速度为
,物块受到的滑动摩擦力
对撤去力F后物块滑动过程应用动量定理得
由运动学公式得
对物块运动的全过程应用动能定理
由以上各式得
代入数据解得F=15N
22.如图19-18所示,质量M=10千克的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,滑动摩擦系数
μ=0、02。
在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1、0千克的物块由静止开始沿斜面下滑。
当滑行路程s=1、4米时,其速度v=1、4米/秒。
在这过程中木楔没有动,求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。
(重力加速度取g=10米/秒2)
23.为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离,已知某高速公路的最高限速为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)t=,刹车时汽车受到阻力的大小f为汽车重力的倍该高速公路上汽车间的距离厅至少应为多少?
取重力加速度g=10m/s2
22.由匀加速运动的公式v2=v02+2as,得物块沿斜面下滑的加速度为:
a=v2/(2s)=1、42/(2×1、4)=0、7m/s2 ①
由于a分析物块受力,它受三个力,如图19-23所示,对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,由牛顿定律,有:
mgsinθ-f1=ma ②
mgcosθ-N1=0 ③
分析木楔受力,它受五个力作用,如图19-23所示,对于水平方向,由牛顿定律,有:
f2+f1cosθ-N1sinθ=0,④
由此可解得地面作用于木楔的摩擦力:
f2=N1sinθ-f1cosθ=mgcosθsinθ-(mgsinθ-ma)cosθ=macosθ=1×0、7×(2/3)=0、61N
此力的方向与图中所设的一致(由C指向B的方向)
23.在反应时间内,汽车作匀速运动,运动的距离:
S1=Vt①
设刹车时汽车的加速度的大小为a,汽车的质量为m,有:
f=ma②
自刹车到停下,汽车运动的距离:
s2=V2/2a ③
所求距离:
s=s1+s2④
由以上各式得:
s=×102m
一、单解选择题
1.设洒水车的牵引力不变,所受阻力跟车重成正比,洒水车在平直路面上行驶,原来是匀速的,开始洒水后,它的运动情况将()
A.继续做匀速运动B.变为做匀加速运动
C.变为做变加速运动D.变为做匀减速运动
2.如图,物体m原来以加速度
沿斜面匀加速下滑,现在物体上施加一竖直向下的恒力F,则下列说法中正确的是()
①物体m受到的摩擦力增大②物体m受到的摩擦力不变
③物体m下滑的加速度不变④物体m下滑的加速度增大
A.①③B.①④C.②③D.②④
3.一个物体受到的合力F如图所示,该力的大小不变,方向随时间t周期性变化,正力表示力的方向向东,负力表示力的方向向西,力的总作用时间足够长,将物体在下面哪个时刻由静止释放,物体可以运动到出发点的西边且离出发点很远的地方()
A.t=0时 =t1时 C.t=t2时 D.t=t3时
1
2
3
4
C
B
C
D
4.质量为0.5kg的物体由静止开始沿光滑斜面下滑,下滑到斜面的底端后进入粗糙水平面滑行,直到静止,它的v-t图象如图4所示。
(g取10m/s2)那么,下列说法中正确的是()
A.斜面的倾角为60°
B.物体在斜面上受到的合外力是
C.物体与水平面的动磨擦因数为D.物体在水平面上受到的合外力是
5.如图5所示,质量为m的球放在AB和BC之间,两板的公共端B是固定在一起的,且AB保持水平,∠ABC>900。
当系统共同水平向右运动时,不计摩擦,则()
A.球对AB板的压力可能大于mg
B.球对AB板的压力可能小于或等于mg
C.对BC板的压力可能为零
D.球对BC板的压力可能大于mg
11.在探究加速度和力、质量的关系的实验中,测量长度的工具是:
______________,精度是___________mm,测量时间的工具是____________________,测量质量的工具是________________。
12.某同学在加速度和力、质量的关系的实验中,测得小车的加速度a和拉力F的数据如右表所示
(1)根据表中的数据在坐标图上作出a—F图象
(2)图像的斜率的物理意义是____________
(3)图像(或延长线)与F轴的截距的物理意义是
_______________________________________
(4)小车和砝码的总质量为__________kg.
13.认真阅读下面的文字,回答问题。
科学探究活动通常包括以下环节:
提出问题,作出假设,制定计划,搜集证据,评估交流等.一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下:
A.有同学认为:
运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关.
B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象,用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律,以验证假设.
C.在相同的实验条件下,同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下表中,图(a)是对应的位移一时间图线.然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落,分别测出它们的速度一时间图线,如图(b)中图线l、2、3、4、5所示.
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,证实了他们的假设.回答下列提问:
(1)与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是________、________.
(2)图(a)中的AB段反映了运动物体在做________运动,表中X处的值为________.
(3)图(b)中各条图线具有共同特点,“小纸杯”在下落的开始阶段做_____________运动,最后“小纸杯”做_____________________运动.
(4)比较图(b)中的图线1和5,指出在~时间段内,速度随时间变化关系的差异:
_____________________________________________________.
时间
t/s
下落距离s/m
X
4
5
4.BC
5.BCD
刻度尺__、_1__mm、打点计时器_、__天平___.
12.
(1)
(2)小车和砝码的总质量的倒数
(3)小车受到的阻力为
(4)________1_______kg
13.
(1)作出假设、搜集证据.
(2)_______匀速________运动,.
(3)加速度减小的加速_运动,_______匀速_______运动.
(4)图线1:
匀速运动;图线5:
.加速度减小的加速运动