浙江新高考備戰(zhàn)2020年高考物理 考點(diǎn)一遍過 考點(diǎn)07 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用(含解析)
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1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 專題 知識(shí)內(nèi)容 考試要求 必考 加試 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 c c 超重與失重 b 一、用牛頓第二定律解決動(dòng)力學(xué)問題 (1)從受力確定運(yùn)動(dòng)情況()。 (2)從運(yùn)動(dòng)情況確定受力(F=ma)。 (3)綜合受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析,運(yùn)用牛頓第二定律解決問題。 二、瞬時(shí)變化的動(dòng)力學(xué)模型 受外力時(shí)的形變量 縱向彈力 彈力能否突變 輕繩 微小不計(jì) 拉力 能 輕桿 微小不計(jì) 拉力或壓力 能 輕橡皮繩 較大 拉力 不能 輕彈簧 較大 拉力或壓力 不能 三、傳送帶模型分析方法 四、滑塊–木板模
2、型分析方法 五、超重和失重 1.超重并不是重力增加了,失重并不是重力減小了,完全失重也不是重力完全消失了。在發(fā)生這些現(xiàn)象時(shí),物體的重力依然存在,且不發(fā)生變化,只是物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┌l(fā)生了變化(即“視重”發(fā)生變化)。 2.只要物體有向上或向下的加速度,物體就處于超重或失重狀態(tài),與物體向上運(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)無關(guān)。 3.盡管物體的加速度不是在豎直方向,但只要其加速度在豎直方向上有分量,物體就會(huì)處于超重或失重狀態(tài)。 4.物體超重或失重的多少是由物體的質(zhì)量和豎直加速度共同決定的,其大小等于ma。 5.物體處于超重狀態(tài)還是失重狀態(tài)取決于加速度的方向,與速度的大小和方向沒有
3、關(guān)系。下表列出了加速度方向與物體所處狀態(tài)的關(guān)系。 加速度 超重、失重 視重F a=0 不超重、不失重 F=mg a的方向豎直向上 超重 F=m(g+a) a的方向豎直向下 失重 F=m(g–a) a=g,豎直向下 完全失重 F=0 特別提醒:不論是超重、失重、完全失重,物體的重力都不變,只是“視重”改變。 6.超重和失重現(xiàn)象的判斷“三”技巧 (1)從受力的角度判斷,當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí),物體處于超重狀態(tài),小于重力時(shí)處于失重狀態(tài),等于零時(shí)處于完全失重狀態(tài)。 (2)從加速度的角度判斷,當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)處于超重狀態(tài),具有向下的加速度
4、時(shí)處于失重狀態(tài),向下的加速度為重力加速度時(shí)處于完全失重狀態(tài)。 (3)從速度變化角度判斷 ①物體向上加速或向下減速時(shí),超重; ②物體向下加速或向上減速時(shí),失重。 (2019·浙江省寧波市余姚市余姚中學(xué)月考)如圖所示兩木塊A和B疊放在光滑水平面上,質(zhì)量分別為m和M,A與B之間的最大靜摩擦力為Ffm,B與勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接構(gòu)成彈簧振子,已知A和B在振動(dòng)過程中不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則 A.速度最大時(shí),A、B間摩擦力最大 B.彈簧彈力最大時(shí),A、B間摩擦力最大 C.它們的振幅不能大于 D.它們的振幅不能大于 【參考答案】BD 【詳細(xì)解析】A.因?yàn)锳和B在振動(dòng)過程中不
5、發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),所以加速度相同;當(dāng)速度最大時(shí),,對(duì)A分析,受力為0,故A、B間摩擦力為0,A錯(cuò)誤;B.對(duì)A、B整體受力分析,,隔離A分析:,所以彈力最大時(shí),加速度最大,A、B間摩擦力最大,B正確;CD、通過選項(xiàng)C的分析,設(shè)最大振幅為A,當(dāng)振幅最大時(shí),彈力最大:整體分析,隔離A分析:聯(lián)立兩式得:,C錯(cuò)誤;D正確。 1.如圖所示,質(zhì)量相同的木塊A、B用輕質(zhì)彈簧連接,靜止在光滑的水平面上,此時(shí)彈簧處于自然狀態(tài)?,F(xiàn)用水平恒力F推A,則從力F開始作用到彈簧至彈簧第一次被壓縮到最短的過程中 A.彈簧壓縮到最短時(shí),兩木塊的速度相同 B.彈簧壓縮到最短時(shí),兩木塊的加速度相同 C.兩木塊速度相同時(shí)
6、,加速度aA
7、沖再抬升,在空中畫出了一個(gè)圓形軌跡,飛機(jī)飛行軌跡半徑約為200米,速度約為300 km/h。 A.若飛機(jī)在空中定速巡航,則飛機(jī)的機(jī)械能保持不變 B.圖中飛機(jī)飛行時(shí),受到重力,空氣作用力和向心力的作用 C.圖中飛機(jī)經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí),駕駛員處于失重狀態(tài)。 D.圖中飛機(jī)經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí),座椅對(duì)駕駛員的支持力約為其重力的4.5倍。 【參考答案】D 【詳細(xì)解析】若飛機(jī)在空中定速巡航,則飛機(jī)的動(dòng)能不變,而重力勢(shì)能要不斷變化,則機(jī)械能要變化,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;圖中飛機(jī)飛行時(shí),受到重力,空氣作用力的作用,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;圖中飛機(jī)經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí),加速度向上,則駕駛員處于超重狀態(tài),選項(xiàng)C錯(cuò)誤。300 km/h=83.
8、3 m/s,則圖中飛機(jī)經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí),座椅對(duì)駕駛員的支持力,選項(xiàng)D正確。故選D。 1.如圖所示,在光滑地面上,水平外力F拉動(dòng)小車和木塊一起做無相對(duì)滑動(dòng)的加速運(yùn)動(dòng)。小車質(zhì)量是M,木塊質(zhì)量是m,力的大小是F,加速度大小是a,木塊和小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)是μ。則在這個(gè)過程中,木塊受到的摩擦力大小是 A.μmg B.ma C. D.μ(M+m)g 【答案】BC 【解析】先對(duì)整體受力分析,受重力、支持力和拉力,根據(jù)牛頓第二定律有,再對(duì)物體m受力分析,受重力、支持力和向前的靜摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律有,聯(lián)立解得,BC正確。 如圖所示,物體a、b用一根不可伸長的細(xì)線相連,再用一根輕彈簧跟
9、a相連,彈簧上端固定在天花板上,已知物體a、b的質(zhì)量相等。當(dāng)在P點(diǎn)處剪斷繩子的瞬間 A.物體a的加速度大小為零 B.物體a的加速度大小為g C.物體b的加速度大小為零 D.物體b的加速度大小為g 【參考答案】BD 【詳細(xì)解析】設(shè)ab物體的質(zhì)量為m,剪斷細(xì)線前,對(duì)ab整體受力分析,受到總重力和彈簧的彈力而平衡,故F=2mg;再對(duì)物體a受力分析,受到重力、細(xì)線拉力和彈簧的拉力;剪斷細(xì)線后,重力和彈簧的彈力不變,細(xì)線的拉力減為零,故物體a受到的力的合力等于mg,向上,根據(jù)牛頓第二定律得A的加速度為,故B正確,A錯(cuò)誤;對(duì)物體b受力分析,受到重力、細(xì)線拉力,剪斷細(xì)線后,重力不變,細(xì)線的拉
10、力減為零,故物體b受到的力的合力等于mg,向下,根據(jù)牛頓第二定律得A的加速度為,故C錯(cuò)誤,D正確。 1.(2019·浙江省溫州市十校聯(lián)合體期末)如圖所示,自由下落的小球下落一段時(shí)間后與彈簧接觸,從它接觸彈簧開始,到彈簧壓縮到最短的過程中,以下說法正確的是 A.小球加速度先減小再增大 B.小球剛接觸彈簧時(shí),小球速度最大 C.小球先超重狀態(tài)后失重 D.彈簧被壓縮最短時(shí)小球的加速度為零 【答案】A 【解析】小球接觸彈簧上端后受到兩個(gè)力作用:向下的重力和向上的彈力。在接觸后的前一階段,重力大于彈力,合力向下,因?yàn)閺椓Σ粩嘣龃螅院贤饬Σ粩鄿p小,故加速度不斷減小,由于加速度與速度
11、同向,因此速度不斷變大。當(dāng)彈力逐步增大到與重力大小相等時(shí),合外力為零,加速度為零,速度達(dá)到最大。后一階段,即小球達(dá)到上述位置之后,由于慣性小球仍繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),但彈力大于重力,合外力豎直向上,且逐漸變大,因而加速度逐漸變大,方向豎直向上,小球做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度減小到零時(shí),達(dá)到最低點(diǎn),彈簧的壓縮量最大;因加速度先向下后向上,故物體先失重后超重;故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選:A。 已知一足夠長的傳送帶與水平面的傾角為θ,以一定的速度勻速運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻在傳送帶適當(dāng)?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊奈飰K(如圖甲所示),以此時(shí)為t=0記錄了小物塊之后在傳送帶上運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化關(guān)系(如圖乙所示),圖中
12、取沿斜面向上的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?,已知傳送帶的速度保持不變,則 A.物塊在0~t1內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移比在t1~t2內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移小 B.0~t2內(nèi),重力對(duì)物塊做正功 C.若物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,那么 D.0~t2內(nèi),傳送帶對(duì)物塊做功為W= 【參考答案】B 【詳細(xì)解析】由圖乙圖線與時(shí)間軸所圍面積可看出,物塊在0~t1內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移比在t1–t2內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大,故A錯(cuò)誤;由于物塊在0~t1內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)的位移大于t1–t2內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的位移,所以0~t2內(nèi)物體的總位移向下,所以重力對(duì)物塊做正功,故B正確;在t1~t2內(nèi),物塊向上運(yùn)動(dòng),則有μmgcosθ>mgsinθ,得μ>tanθ,故C錯(cuò)
13、誤;由圖“面積”等于位移可知,物塊的總位移沿斜面向下,高度下降,重力對(duì)物塊做正功,設(shè)為WG,根據(jù)動(dòng)能定理得:,則傳送帶對(duì)物塊做功,故D錯(cuò)誤。
1.如圖所示,水平傳送帶始終以速度v1順時(shí)計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng),一物塊以速度v2(v2≠v1)滑上傳送帶的左端,則物塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)一定不可能的是
A.先加速后勻速運(yùn)動(dòng)
B.一直加速運(yùn)動(dòng)
C.一直減速直到速度為0
D.先減速后勻速運(yùn)動(dòng)
【答案】C
【解析】若v1>v2,物塊相對(duì)傳送帶向左滑動(dòng),受到向右的滑動(dòng)摩擦力,可能先向右做勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊速度增加到與傳送帶速度相等后再做勻速運(yùn)動(dòng),也可能一直向右做勻加速運(yùn)動(dòng);若v1 14、運(yùn)動(dòng),受到向左的滑動(dòng)摩擦力,可能先向右做勻減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊速度減小到與傳送帶速度相等后再做勻速運(yùn)動(dòng),也可能一直做勻減速運(yùn)動(dòng),但不可能減速到0,選C。
如圖,質(zhì)量的木板靜止在水平地面上,質(zhì)量、大小可以忽略的鐵塊靜止在木板的右端。設(shè)最大摩擦力都等于滑動(dòng)摩擦力,書籍木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù),鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù),取?,F(xiàn)給鐵塊施加一個(gè)水平向左的力F。
(1)若力F恒為8 N,經(jīng)1 s鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端。求:木板的長度;
(2)若力F從零開始逐漸增加,且木板足夠長。試通過分析與計(jì)算,在坐標(biāo)圖中作出鐵塊受到的摩擦力f隨力F大小變化的圖象。
【參考答案】(1)L=1 m ( 15、2)
【詳細(xì)解析】(1)對(duì)鐵塊,由牛頓第二定律:
對(duì)木板,由牛頓第二定律:
設(shè)木板的長度為L,經(jīng)時(shí)間t鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端,則:
聯(lián)立解得
(2)①當(dāng),系統(tǒng)沒有被拉動(dòng),靜摩擦力與外力成正比,即
②當(dāng)時(shí),如果M、m相對(duì)靜止,鐵塊與木板有相同的加速度a,則
解得
此時(shí):,也即F?6 N
所以當(dāng)2 16、10 m/s2,若平板車足夠長,關(guān)于物塊的運(yùn)動(dòng),以下描述正確的是
A.0~6 s加速,加速度大小為2 m/s2,6~12 s減速,加速度大小為2 m/s2
B.0~8 s加速,加速度大小為2 m/s2,8~12 s減速,加速度大小為4 m/s2
C.0~8 s加速,加速度大小為2 m/s2,8~16 s減速,加速度大小為2 m/s2
D.0~12 s加速,加速度大小為1.5 m/s2,12~16 s減速,加速度大小為4 m/s2
【答案】C
【解析】根據(jù)v–t圖象可知,車先以4 m/s2的加速度勻加速運(yùn)動(dòng),后以?4 m/s2的加速度勻減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)物塊與車的動(dòng)摩擦因數(shù)可知,物塊 17、與車間的滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的加速度為2 m/s2,根據(jù)牛頓第二定律可知,0~6 s物塊加速,車的速度始終大于物塊;t=6 s后,車減速、物塊繼續(xù)加速,設(shè)再經(jīng)Δt時(shí)間共速,有v=2(6+Δt)=24–4Δt,可得Δt=2 s,v=16 m/s,即0~8 s物塊加速;8~12 s物塊減速,車減速,車的速度始終小于物塊;t=12 s后車靜止,物塊速度為8 m/s,繼續(xù)減速4 s,即8~16 s物塊減速。選C。
如圖甲所示,某高架橋的引橋可視為一個(gè)傾角、長l=500 m的斜面。一輛質(zhì)量m=2 000 kg的電動(dòng)汽車從引橋底端由靜止開始加速,其加速度a隨速度可變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,電動(dòng)汽車的速 18、度達(dá)到1 m/s后,牽引力的功率保持恒定。已知行駛過程中電動(dòng)汽車受到的阻力Ff(摩擦和空氣阻力)不變,重力加速度g取10 m/s2。下列說法正確的是
A.電動(dòng)汽車所受阻力Ff=12 000 N
B.電動(dòng)汽車的速度達(dá)到1 m/s后,牽引力的功率P0=12 kW
C.第1 s內(nèi)電動(dòng)汽車牽引力的功率P與時(shí)間t滿足P=12 000t
D.第1 s內(nèi)電動(dòng)汽車機(jī)械能的增加量等于牽引力與阻力做功的代數(shù)和,大小為6 000 J
【參考答案】D
【詳細(xì)解析】加速階段由牛頓第二定律可知:F–Ff–mgsinθ=ma,之后保持功率不變,–Ff–mgsinθ=ma,電功汽車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng), 19、最終加速度減小到0,電動(dòng)汽車達(dá)到該功率該路況下的最大速度,–Ff–mgsinθ=0解得P0=14 kW;Ff=2 000 N;選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;第1 s內(nèi)電動(dòng)汽車牽引力的功率P=Fv=14 000t,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電動(dòng)汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程,位移,牽引力大小為14000N,牽引力與阻力做功的代數(shù)和為(F–Ff)x=6 000 J,選項(xiàng)D正確。
1.(2019·浙江省臺(tái)州中學(xué)高一統(tǒng)練)如圖所示,截面是直角梯形的物塊放在在光滑水平地面上,其兩個(gè)側(cè)面恰好與兩個(gè)固定在地面上的壓力傳感器P和Q接觸,斜面ab上的ac部分光滑,cb部分粗糙。開始時(shí)兩壓力傳感器的示數(shù)均為零?,F(xiàn)在a端由靜止釋放一金屬塊,下列說 20、法正確的是
A.金屬塊在ac部分運(yùn)動(dòng)時(shí),傳感器P、Q示數(shù)均為零
B.金屬塊在ac部分運(yùn)動(dòng)時(shí),傳感器P的示數(shù)為零,Q的示數(shù)不為零
C.金屬塊在cb部分運(yùn)動(dòng)時(shí),傳感器P、Q示數(shù)可能均為零
D.金屬塊在cb部分運(yùn)動(dòng)時(shí),傳感器P的示數(shù)一定不為零,Q的示數(shù)一定為零
【答案】BC
【解析】金屬塊在ac部分運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度沿斜面向下,斜面對(duì)金屬塊的作用力有向左的分力,金屬塊對(duì)斜面的作用力有向右的分力,則物塊有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故P示數(shù)為零,Q示數(shù)不為零,A錯(cuò)誤,B正確;金屬塊在cb部分運(yùn)動(dòng)時(shí),受到斜面的摩擦力作用,金屬塊可能加速、減速或勻速,斜面對(duì)金屬塊的作用力可能偏左、偏右或豎直向上,則傳感器 21、P、Q的示數(shù)可能只有一個(gè)為零,也可能都為零,C正確,D錯(cuò)誤。
(2019·浙江省溫州市求知中學(xué)月考)如圖所示,質(zhì)量為m的人站在豎直觀光電梯中,如果電梯運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,電梯地板對(duì)人的支持力為F=mg+ma,則可能的情況為
A.電梯以加速度a向下加速運(yùn)動(dòng)
B.電梯以加速度a向上加速運(yùn)動(dòng)
C.電梯以加速度a向上減速運(yùn)動(dòng)
D.以上三項(xiàng)都不正確
【參考答案】B
【詳細(xì)解析】人的加速度,方向向上,所以電梯以加速度向上加速運(yùn)動(dòng)或電梯以加速度向下減速運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B正確,A、C、D錯(cuò)誤。
1.(2019·浙江省普通高中學(xué)業(yè)水平考試)如圖所示,在近地圓軌道環(huán)繞地球運(yùn)行的“天宮 22、二號(hào)”的實(shí)驗(yàn)艙內(nèi),航天員景海鵬和陳冬在向全國人民敬禮時(shí)
A.不受地球引力
B.處于平衡狀態(tài),加速度為零
C.處于失重狀態(tài),加速度約為g
D.底板的支持力與地球引力平衡
【答案】C
【解析】天宮二號(hào)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)宇航員處于完全失重狀態(tài)。此時(shí)仍受到地球引力作用,只不過引力恰好充當(dāng)向心力,向心加速度近似等于g;此時(shí)人對(duì)地板沒有壓力,底板對(duì)人也沒有支持力,故C正確,ABD錯(cuò)誤。
1.如圖所示,質(zhì)量相同的三個(gè)小球A、B、C通過輕彈簧和不可伸縮的輕細(xì)繩懸掛于天花板上,處于靜止?fàn)顟B(tài)。剪斷A、B間細(xì)繩的瞬間,A、B、C三者的加速度分別為a1、a2、a3,則
A.a(chǎn)1=2g,方 23、向豎直向上
B.a(chǎn)2=2g,方向豎直向下
C.a(chǎn)3=g,方向豎直向下
D.在剪斷A、B間細(xì)繩前后,B、C間細(xì)繩的拉力不變
2.(2019·浙江省嘉興市期末)如圖,一小車在水平面上運(yùn)動(dòng),某一時(shí)刻從車子頂上滴下一水滴。若水滴下落前后小車加速度a保持不變,則水滴在車廂地板上的落點(diǎn)
A.恰好在正下方的P點(diǎn)
B.在P點(diǎn)右方
C.在P點(diǎn)左方
D.與a的大小有關(guān)
3.在里約奧運(yùn)會(huì)男子跳高決賽的比賽中,中國選手薛長銳獲得第六名,這一成績創(chuàng)造了中國奧運(yùn)該項(xiàng)目的歷史。則
A.薛長銳在最高點(diǎn)處于平衡狀態(tài)
B.薛長銳起跳以后在上升過程處于失重狀態(tài)
C.薛長銳起跳時(shí)地面對(duì)他的支持力等于他 24、所受的重力
D.薛長銳下降過程處于超重狀態(tài)
4.(2019·浙江省臺(tái)州市聯(lián)誼五校期中)摩天輪是游樂項(xiàng)目之一,乘客可隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列敘述正確的是
A.在最高點(diǎn),乘客處于超重狀態(tài)
B.在最低點(diǎn),乘客重力小于他所受到的支持力
C.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,乘客的機(jī)械能保持不變
D.從最高點(diǎn)向最低點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中,座椅對(duì)乘客的作用力不做功
5.我國“蛟龍?zhí)枴痹谀炒卧囼?yàn)時(shí),深潛器內(nèi)的顯示屏上顯示出了從水面開始下潛到最后返回水面的10 min內(nèi)全過程的v–t圖(由于某種原因軸上方的縱軸刻度沒有顯示),則下列說法中不正確的是
A.全過程中“蛟龍?zhí)枴钡淖畲蠹铀俣仁莔/s2
25、B.全過程中“蛟龍?zhí)枴钡钠骄俾适?.5 m/s
C.“蛟龍?zhí)枴鄙仙鬟^程的最大速度是3 m/s
D.在6~10 min潛水員會(huì)先感到超重,后感到失重
6.一小球從地面豎直上拋,后又落回地面,小球運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力與速度成正比,取豎直向上為正方向。下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的速度v、加速度a、位移s、機(jī)械能E隨時(shí)間t變化的圖象中可能正確的有
A
B
C
D
7.(2019·山東省濟(jì)南第一中學(xué)模擬)一種巨型娛樂器械由升降機(jī)送到離地面75 m的高處,然后讓座艙自由落下。落到離地面30 m高時(shí),制動(dòng)系統(tǒng)開始啟動(dòng),座艙均勻減速,到地面時(shí)剛好停下。若座艙中某人用手托著m=5 k 26、g的鉛球,下列說法中正確的是
A.當(dāng)座艙落到離地面35 m的位置時(shí)手對(duì)球的支持力小于鉛球的重力
B.當(dāng)座艙落到離地面15 m的位置時(shí)手對(duì)球的支持力小于鉛球的重力
C.座艙下落的整個(gè)過程中手對(duì)球的支持力小于鉛球的重力
D.座艙下落的整個(gè)過程中手對(duì)球的支持力大于鉛球的重力
8.(2019·浙江省杭州市浙江大學(xué)附屬中學(xué)月考)我國高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平,它是由動(dòng)車和拖車組合而成,提供動(dòng)力的車廂叫動(dòng)車,不提供動(dòng)力的車廂叫拖車。假設(shè)動(dòng)車組各車廂質(zhì)量均相等,動(dòng)車的額定功率都相同,動(dòng)車組在水平直軌道上運(yùn)行過程中阻力與車重成正比。某列動(dòng)車組由8節(jié)車廂組成,其中第1、5節(jié)車廂為動(dòng)車,其余為 27、拖車,則該列車組
A.啟動(dòng)時(shí)乘客受到車廂作用力的方向與車運(yùn)動(dòng)的方向相反
B.做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),第5、6節(jié)與第6、7節(jié)車廂間的作用力之比為1:1
C.進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的速度成正比
D.與改為4節(jié)動(dòng)車帶4節(jié)拖車的動(dòng)車組最大速度之比為1:2
9.質(zhì)量為的同學(xué),雙手抓住單杠做引體向上,他的重心的速率隨時(shí)間變化的圖象如圖所示。取,由圖象可知
A.時(shí)他的加速度
B.他處于超重狀態(tài)
C.時(shí)他受到單杠的作用力的大小是
D.時(shí)他處于超重狀態(tài)
10.(2019·浙江省東陽中學(xué)階段性檢測(cè))如圖,一物塊以1 m/s的初速度沿粗糙半圓面由A處下滑,到達(dá)較低的B 28、點(diǎn)時(shí)速度恰好也是1 m/s,如果此物塊以2 m/s的初速度仍由A處下滑,則它達(dá)到B點(diǎn)時(shí)的速度
A.等于2 m/s
B.小于2 m/s
C.大于2 m/s
D.以上三種情況都有可能
11.(2019·黑龍江省北安市第一中學(xué)月考)紹興市奧體中心舉行全國蹦床錦標(biāo)賽。對(duì)于如圖所示蹦床比賽時(shí)運(yùn)動(dòng)員的分析,下列說法中正確的是
A.運(yùn)動(dòng)員在蹦床上上升階段,一直處于超重狀態(tài)
B.運(yùn)動(dòng)員在蹦床上加速上升階段,蹦床的彈性勢(shì)能增大
C.運(yùn)動(dòng)員離開蹦床在空中運(yùn)動(dòng)階段,一直處于失重狀態(tài)
D.運(yùn)動(dòng)員離開蹦床在空中運(yùn)動(dòng)階段,重力勢(shì)能一直增大
12.(2019·浙江省杭州市一模)我國南方多雨地區(qū)在 29、建造房屋屋頂時(shí),需要考慮將屋頂設(shè)置成一定的角度,以便雨水可以快速地流下。若忽略雨水從屋頂流下時(shí)受到的阻力,為使雨水在屋頂停留時(shí)間最少,則屋頂應(yīng)設(shè)計(jì)成下圖中的
A. B. C. D.
13.如圖所示,滑塊a、b的質(zhì)量均為m,a套在固定光滑豎直桿上,與光滑水平地面相距h,b放在地面上,a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接,不計(jì)摩擦,a、b可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度大小為g。下列判斷正確的是
A.a(chǎn)下落的某段過程中,b對(duì)地面的壓力可能大于b受到地面的支持力
B.a(chǎn)落地前,輕桿對(duì)b先做正功后做負(fù)功
C.a(chǎn)下落的某段過程中,其加速度大小可能大于g
D.a(chǎn)落地前瞬間a的機(jī)械能最小,此時(shí)b對(duì)地面的壓力大 30、小等于mg
14.(2019·浙江省杭州市一模)下列描述的事件不可能發(fā)生的是
A.將實(shí)心球和乒乓球從教學(xué)樓三樓同時(shí)釋放后結(jié)果實(shí)心球先落地
B.宇航員在天宮二號(hào)中利用二力平衡原理用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)出物體的重力
C.乘客從勻速行駛的高鐵車廂內(nèi)豎直向上跳起后仍落回車廂內(nèi)的起跳點(diǎn)
D.一對(duì)干電池可使小燈泡微弱發(fā)光,斷開電路后測(cè)量電池兩端電壓,電壓表示數(shù)接近3 V
15.(2019·浙江省寧波市期末)據(jù)報(bào)道,中國首艘國產(chǎn)航母預(yù)計(jì)在2019年服役。假設(shè)航空母艦上裝有幫助飛機(jī)起飛的彈射系統(tǒng),已知某型號(hào)的艦載飛機(jī)質(zhì)量為m=104 kg,在跑道上加速時(shí)產(chǎn)生的最大動(dòng)力為F=7×104 N,所受阻力為重 31、力的0.2倍,當(dāng)飛機(jī)的速度大小達(dá)到50 m/s時(shí)才能離開航空母艦起飛。g取10 m/s2,設(shè)航空母艦甲板長為160 m,則下列說法中正確的是
A.飛機(jī)在跑道上加速時(shí)所受阻力大小為104 N
B.飛機(jī)在跑道上加速時(shí)的最大加速度大小為7 m/s2
C.若航空母艦處于靜止?fàn)顟B(tài),彈射系統(tǒng)必須使飛機(jī)至少具有大小為30 m/s的初速度
D.若航空母艦上不裝彈射系統(tǒng),為使飛機(jī)仍能在此艦上正常起飛,航空母艦沿飛機(jī)起飛方向的速度大小至少應(yīng)為20 m/s
16.(2019·浙江省嘉興市第一中學(xué)、湖州中學(xué)期中)將一個(gè)力電傳感器接到計(jì)算機(jī)上,就可以測(cè)量快速變化的力,用這種方法測(cè)得的某小球擺動(dòng)時(shí)懸線上拉力 32、的大小隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示。某同學(xué)由此圖象提供的信息做出的下列判斷中,正確的是
A.t=0.2 s時(shí)擺球正經(jīng)過最低點(diǎn)
B.t=0.8 s時(shí)擺球處于超重狀態(tài)
C.?dāng)[球擺動(dòng)過程中機(jī)械能守恒
D.?dāng)[球擺動(dòng)的周期是T=0.6 s
17.隨著科技的發(fā)展,我國未來的航空母艦上將安裝電磁彈射器以縮短飛機(jī)的起飛距離,如圖所示,航空母艦的水平跑道總長L=180 m,其中電磁彈射區(qū)的長度為L1=80 m,在該區(qū)域安裝有直線電機(jī),該電機(jī)可從頭至尾提供一個(gè)恒定的牽引力F牽。一架質(zhì)量為m=2.0×104 kg的飛機(jī),其噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)可以提供恒定的推力F推=1.2×105 N。假設(shè)飛機(jī)在航母上的阻力恒為 33、飛機(jī)重力的0.2倍。已知飛機(jī)可看作質(zhì)量恒定的質(zhì)點(diǎn),離艦起飛速度v=40 m/s,航空母艦處于靜止?fàn)顟B(tài),(取g=10 m/s2)求:
(1)飛機(jī)在后一階段的加速度大?。?
(2)飛機(jī)在電磁彈射區(qū)末的速度大??;
(3)電磁彈射器的牽引力F牽的大小。
18.(2019·新課標(biāo)全國Ⅲ卷)如圖(a),物塊和木板疊放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,物塊用一不可伸長的細(xì)繩與固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的力傳感器相連,細(xì)繩水平。t=0時(shí),木板開始受到水平外力F的作用,在t=4 s時(shí)撤去外力。細(xì)繩對(duì)物塊的拉力f隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(b)所示,木板的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖(c)所示。木板與實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的摩擦可以忽略。重力加速度取g 34、=10 m/s2。由題給數(shù)據(jù)可以得出
A.木板的質(zhì)量為1 kg
B.2 s~4 s內(nèi),力F的大小為0.4 N
C.0~2 s內(nèi),力F的大小保持不變
D.物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2
19.(2018·江蘇卷)如圖所示,釘子A、B相距5l,處于同一高度.細(xì)線的一端系有質(zhì)量為M的小物塊,另一端繞過A固定于B.質(zhì)量為m的小球固定在細(xì)線上C點(diǎn),B、C間的線長為3l.用手豎直向下拉住小球,使小球和物塊都靜止,此時(shí)BC與水平方向的夾角為53°.松手后,小球運(yùn)動(dòng)到與A、B相同高度時(shí)的速度恰好為零,然后向下運(yùn)動(dòng).忽略一切摩擦,重力加速度為g,取sin53°=0.8,cos53°=0.6.求 35、:
(1)小球受到手的拉力大小F;
(2)物塊和小球的質(zhì)量之比M:m;
(3)小球向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),物塊M所受的拉力大小T.
20.(2017·新課標(biāo)全國Ⅲ卷)如圖,兩個(gè)滑塊A和B的質(zhì)量分別為mA=1 kg和mB=5 kg,放在靜止于水平地面上的木板的兩端,兩者與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ1=0.5;木板的質(zhì)量為m=4 kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.1。某時(shí)刻A、B兩滑塊開始相向滑動(dòng),初速度大小均為v0=3 m/s。A、B相遇時(shí),A與木板恰好相對(duì)靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度大小g=10 m/s2。求:
(1)B與木板相對(duì)靜止時(shí),木板的速度;
(2 36、)A、B開始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離。
21.(2016·四川卷)避險(xiǎn)車道是避免惡性交通事故的重要設(shè)施,由制動(dòng)坡床和防撞設(shè)施等組成,如圖豎直平面內(nèi),制動(dòng)坡床視為與水平面夾角為θ的斜面。一輛長為12 m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿?dòng)坡床,當(dāng)車速為23 m/s時(shí),車尾位于制動(dòng)坡床的底端,貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動(dòng),當(dāng)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)了4 m時(shí),車頭距制動(dòng)坡床頂端38 m,再過一段時(shí)間,貨車停止。已知貨車質(zhì)量是貨物質(zhì)量的4倍,貨物與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4;貨車在制動(dòng)坡床上運(yùn)動(dòng)受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的0.44倍。貨物與貨車分別視為小滑塊和平板,取cos θ=1,sin θ=0 37、.1,重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向;
(2)制動(dòng)坡床的長度。
1.AC【解析】設(shè)三個(gè)球的質(zhì)量均為m,開始A、B、C處于靜止?fàn)顟B(tài),則彈簧的彈力F=3mg,A、B間細(xì)繩張力T1=2mg,B、C間細(xì)繩的張力T2=mg,剪斷A、B間細(xì)繩的瞬間,彈簧的彈力不變,A所受合力F1=T1,a1=2g,方向豎直向上,A正確;B、C整體的加速度相等,a2=a3=g,方向豎直向下,B、C間細(xì)繩的張力變?yōu)?,C正確,BD錯(cuò)誤。
2.C【解析】水滴滴下時(shí)水平方向與小車具有相同的速度,在水平方向由于小車做加速運(yùn)動(dòng),所在在水滴下落過程中,相同的時(shí)間內(nèi),小車在 38、水平方向走過的位移多,水滴相對(duì)小車向左運(yùn)動(dòng),所以水滴將落在P點(diǎn)的左方,故C正確。3.B【解析】無論是上升過程還是下落過程,還是最高點(diǎn),運(yùn)動(dòng)員的加速度始終向下,所以他處于失重狀態(tài),故AD錯(cuò)誤,B正確;起跳時(shí)運(yùn)動(dòng)員的加速度的方向向上,地面對(duì)他的支持力大于他受到的重力。故C錯(cuò)誤。
4.B【解析】A項(xiàng):在最高點(diǎn)時(shí),加速度向下,故乘客處于失重狀態(tài),故A錯(cuò)誤;B項(xiàng):在最低點(diǎn),乘客合外力向上,故重力小于他所受到的支持力,故B正確;C項(xiàng):摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,乘客的動(dòng)能不變,重力勢(shì)能時(shí)刻發(fā)生改變,故機(jī)械能始終變化,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng):從最高點(diǎn)向最低點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中,座椅的作用力向上,故座椅對(duì)乘客的作用力做負(fù)功,故D錯(cuò) 39、誤。
5.B【解析】A.v?t圖象的斜率表示加速度,0~1 min內(nèi)和3~4 min內(nèi)加速度最大,最大加速度是a=m/s2,故A正確;B.全過程中“蛟龍?zhí)枴钡穆烦虨?20 m,則平均速率是=1.2 m/s,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)v-t曲線的面積表示位移,在t=4 min時(shí)到達(dá)最大深度為h=(2×60+4×60)×2.0 m=360 m,則上浮的位移h=×(10–6)×60×vm=360 m,vm=3 m/s,故C正確;D.潛水員在6~8 min的時(shí)間段內(nèi),根據(jù)速度圖象得加速度方向向上,所以處于超重狀態(tài),8~10 min的時(shí)間段內(nèi),根據(jù)速度圖象得加速度方向向下,所以處于失重狀態(tài),故D正確。故選B。 40、
【點(diǎn)睛】根據(jù)v–t圖象的面積表示位移,由幾何知識(shí)可求得最大深度;v–t圖象的物理意義:其斜率表示加速度的大小,求解最大加速度;平均速率等于路程與時(shí)間之比;判斷超重和失重的方法主要看物體的加速度方向。
6.AC【解析】小球在上升過程中的加速度,隨著v減小,a1增大到–g,v–t圖象斜率的絕對(duì)值逐漸減小,小球在下落過程中的加速度大小為,隨著v增大,a2從–g減小到0,v–t圖象斜率的絕對(duì)值逐漸減小,A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)位移–時(shí)間圖象的斜率等于速度,s–t圖象的斜率應(yīng)先減小到零,然后斜率的絕對(duì)值增大,且下落時(shí)間大于上升時(shí)間,C正確;根據(jù)功能關(guān)系得,則,則E–t圖象的斜率是變化的,圖象應(yīng)為曲線, 41、D錯(cuò)誤。
7.A【解析】當(dāng)座艙落到離地面35 m的位置時(shí)加速度向下,處于失重狀態(tài),手對(duì)球的支持力小于鉛球的重力,故A正確;當(dāng)座艙落到離地面15 m的位置時(shí)為減速運(yùn)動(dòng),加速度向上,故處于超重狀態(tài),故手對(duì)球的支持力大于鉛球的重力,故B錯(cuò)誤;30 m以上過程加速度向上,為失重狀態(tài),支持力小于重力;而30 m以下加速度向上,為超重狀態(tài),支持力大于重力,故CD錯(cuò)誤。故選A。
8.D【解析】A.啟動(dòng)時(shí),加速度方向向前,根據(jù)牛頓第二定律知,乘客受到車廂的作用力方向向前,與運(yùn)動(dòng)方向相同,故A錯(cuò)誤。B.做加速運(yùn)動(dòng)時(shí),有兩節(jié)動(dòng)力車廂,對(duì)整個(gè)的車進(jìn)行受力分析得:2F–8kmg=8ma,對(duì)6、7、8車廂進(jìn)行受力分 42、析得:F1–3kmg=3ma。對(duì)7、8車廂進(jìn)行受力分析得:F2–2kmg=2ma,聯(lián)立可得:,故B錯(cuò)誤。C.設(shè)進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)到停下來滑行的距離為s,則:–8kmgs=0–,可知滑行的距離與速度不成正比,故C錯(cuò)誤。D.當(dāng)只有兩節(jié)動(dòng)力車時(shí),最大速率為v,則:2P=8kmg·v,改為4節(jié)動(dòng)車帶4節(jié)拖車的動(dòng)車組時(shí):4P=8kmg·v′ ,所以:v′=2v,故D正確。
9.B【解析】根據(jù)速度圖象的斜率表示加速度可知,t=0.5 s時(shí),他的加速度為0.3 m/s2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t=0.4 s時(shí)他向上加速運(yùn)動(dòng),加速度方向豎直向上,他處于超重狀態(tài),B正確;t=1.1 s時(shí)他的加速度為0,他受到的單杠的作 43、用力剛好等于重力600 N,C錯(cuò)誤;t=1.5 s時(shí)他向上做減速運(yùn)動(dòng),加速度方向向下,他處于失重狀態(tài),選項(xiàng)D錯(cuò)誤;故本題選B。
【點(diǎn)睛】根據(jù)速度–時(shí)間圖象斜率代表加速度的特點(diǎn),可以計(jì)算t=0.5 s時(shí)的加速度;根據(jù)加速度的方向,可以確定他的超、失重狀態(tài)。
10.B【解析】一物塊以1 m/s的初速度沿粗糙半圓面由A處下滑,到達(dá)較低的B點(diǎn)時(shí)速度恰好也是1 m/s,由動(dòng)能定理知,重力做功等于克服摩擦力做功的大小,物塊以2 m/s的初速度仍由A處下滑,經(jīng)過曲面每個(gè)位置受到的支持力比2 m/s下滑時(shí)更大,則所受的摩擦力大,克服摩擦力做功多,則重力做功小于克服摩擦力做功,所以到達(dá)B點(diǎn)的速度小于2 m/ 44、s,故B正確。
11.C【解析】A、運(yùn)動(dòng)員在蹦床上有一小段減速上升,蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力小于重力,運(yùn)動(dòng)員處于失重狀態(tài),故A錯(cuò)誤;B、運(yùn)動(dòng)員在蹦床上加速上升階段,蹦床的彈性勢(shì)能減小,故B錯(cuò)誤;C、運(yùn)動(dòng)員離開蹦床在空中運(yùn)動(dòng)階段,只受重力(空氣阻力等遠(yuǎn)小于重力),加速度一直向下,一直處于失重狀態(tài),故C正確;D、運(yùn)動(dòng)員離開蹦床在空中有上升和下降兩個(gè)階段,在下降階段重力勢(shì)能在減小,故D錯(cuò)誤。故選C。
12.C【解析】設(shè)屋頂?shù)膴A角為,屋頂?shù)膶挾葹長,由牛頓第二定律得雨滴下滑的加速度:,由幾何關(guān)系得斜面的長度:;由位移公式得:;聯(lián)立得:,可得當(dāng)時(shí)時(shí)間最短,即屋頂?shù)膴A角為,故C正確,ABD錯(cuò)誤。故選C。
45、13.BC【解析】根據(jù)牛頓第三定律知,b對(duì)地面的壓力與b受到地面的支持力一定大小相等,故A錯(cuò)誤。b開始時(shí)速度為零,當(dāng)a到達(dá)底端時(shí),b的速度為零,在整個(gè)過程中,b的速度先增大后減小,動(dòng)能先增大后減小,由動(dòng)能定理可知輕桿對(duì)b先做正功,后做負(fù)功。故B正確。在整個(gè)過程中,b的速度先增大后減小,所以輕桿對(duì)b的作用力先是動(dòng)力后是阻力,所以輕桿對(duì)a的作用力就先是阻力后是動(dòng)力,所以在b減速的過程中,輕桿對(duì)a是斜向下的拉力,此時(shí)a的合力大于重力,則其加速度大于重力加速度g,故C正確;a落地前瞬間b的速度為零,由a、b整體的機(jī)械能守恒,知此時(shí)a的機(jī)械能最大,此時(shí)b對(duì)地面的壓力大小為mg,故D錯(cuò)誤。
14.B【解 46、析】A.乒乓球的密度較小,在下落得過程中受到的空氣的阻力影響較大,所以乒乓球的下落過程中下落得加速度明顯小于重力加速度,而實(shí)心球下落得加速度近似等于重力加速度,所以將實(shí)心球和乒乓球從教學(xué)樓三樓同時(shí)釋放后,結(jié)果實(shí)心球先落地。故A是可能發(fā)生的;B.飛行中的天宮二號(hào)以及內(nèi)部的物體都處于失重狀態(tài),所以不能在天宮二號(hào)中利用二力平衡原理用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)出物體的重力。故事件B不可能發(fā)生;C.乘客從勻速行駛的高鐵車廂內(nèi)豎直向上跳起后,由于慣性,乘客具有與列車相等的水平方向的速度,所以仍落回車廂內(nèi)的起跳點(diǎn)。故C是可能發(fā)生的;D.干電池的電動(dòng)勢(shì)為,當(dāng)兩節(jié)干電池?cái)嚅_電路后,測(cè)量電池兩端電壓,電壓表示數(shù)接近故D是可 47、能發(fā)生的。
15.C【解析】A、飛機(jī)在跑道上加速時(shí)所受阻力大小為f=0.2mg=0.2×104×10 N=2×104 N;故A錯(cuò)誤;B、當(dāng)F=7×104 N時(shí),飛機(jī)在跑道上加速時(shí)的加速度最大,設(shè)為a;根據(jù)牛頓第二定律得F–f=ma,解得a=5 m/s2;故B錯(cuò)誤;C、若航空母艦處于靜止?fàn)顟B(tài),根據(jù)速度位移公式v2–v02=2aL,將v=50 m/s,L=160 m,a=5 m/s2,代入解得v0=30 m/s,故C正確;D、若航空母艦上不裝彈射系統(tǒng),為使飛機(jī)仍能在此艦上正常起飛,航空母艦沿飛機(jī)起飛方向的速度大小至少應(yīng)為v′。以航母為參考系,根據(jù)速度位移公式得此題條件下(v–v′)2=2aL,代 48、入數(shù)據(jù)解得v′=10 m/s,即航空母艦沿飛機(jī)起飛方向的速度大小至少應(yīng)為10 m/s,故D錯(cuò)誤。故選C。
16.AB【解析】A.擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí),拉力最大,由圖知在0.2 s時(shí),拉力最大,所以此時(shí)擺球經(jīng)過最低點(diǎn),故A正確;B.在t=0.8 s時(shí),擺球的拉力最大,經(jīng)過最低點(diǎn),加速度向上,擺球處于超重狀態(tài)。故B正確;C.由圖可知,經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的力逐漸減小,說明經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度逐漸減小,機(jī)械能逐漸減小,故C錯(cuò)誤;D.在一個(gè)周期內(nèi)擺球兩次經(jīng)過最低點(diǎn),根據(jù)圖象知周期T=1.2 s。故D錯(cuò)誤。故選AB。
17.(1) (2) (3)
【解析】(1)根據(jù)牛頓第二定律:F推–0.2mg=ma2
49、解得a2=4.0 m/s2
(2)由v2–v12=2a2(l–l1)
解得v1=20 m/s
(3)由v12=2a1l1
解得a1=5 m/s2
根據(jù)牛頓第二定律:F牽+F推–0.2mg=ma1
代入數(shù)據(jù)解得:F牽=2×104 N
18.AB【解析】結(jié)合兩圖像可判斷出0~2 s物塊和木板還未發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),它們之間的摩擦力為靜摩擦力,此過程力F等于f,故F在此過程中是變力,即C錯(cuò)誤;2~5 s內(nèi)木板與物塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律,對(duì)2~4 s和4~5 s列運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,可解出質(zhì)量m為1 kg,2~4 s內(nèi)的力F為0.4 N,故A、B正確;由于不知道物塊的質(zhì) 50、量,所以無法計(jì)算它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,故D錯(cuò)誤。
19.(1) (2) (3)()
【解析】(1)設(shè)小球受AC、BC的拉力分別為F1、F2
F1sin53°=F2cos53° F+mg=F1cos53°+ F2sin53°且F1=Mg
解得
(2)小球運(yùn)動(dòng)到與A、B相同高度過程中
小球上升高度h1=3lsin53°,物塊下降高度h2=2l
機(jī)械能守恒定律mgh1=Mgh2
解得
(3)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,小球回到起始點(diǎn).設(shè)此時(shí)AC方向的加速度大小為a,重物受到的拉力為T
牛頓運(yùn)動(dòng)定律Mg–T=Ma 小球受AC的拉力T′=T
牛頓運(yùn)動(dòng)定律T′–mgcos53°= 51、ma
解得()
20.(1)1 m/s (2)1.9 m
【解析】(1)滑塊A和B在木板上滑動(dòng)時(shí),木板也在地面上滑動(dòng)。設(shè)A、B和木板所受的摩擦力大小分別為f1、f2和f3,A和B相對(duì)于地面的加速度大小分別是aA和aB,木板相對(duì)于地面的加速度大小為a1。在物塊B與木板達(dá)到共同速度前有f1=μ1mAg,f2=μ1mBg,f3=μ2(mA+mB+m)g
由牛頓第二定律得f1=mAaA,f2=mBaB,f2–f1–f3=ma1
可得aA=aB=5 m/s2,a1=2.5 m/s2
設(shè)在t1時(shí)刻,B與木板共速,為v1
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v1=v0–aBt1=a1t1
解得t1=0.4 s, 52、v1=1 m/s
(2)在t1時(shí)間內(nèi),B相對(duì)地面的位移
設(shè)B與木板共速后,木板的加速度大小為a2
假設(shè)B與木板相對(duì)靜止,由牛頓第二定律有f1+f3=(mB+m)a2
可得,假設(shè)成立
由aA=aB可知,B與木板共速時(shí),A的速度大小也為v1
設(shè)從B與木板共速到A和B相遇經(jīng)過的時(shí)間為t2,A和B相遇且共速時(shí),速度大小為v2
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v2=v1–a2t2=–v1+aAt2
解得t2=0.3 s,v2=0.5 m/s
在t2時(shí)間內(nèi),B及木板相對(duì)地面的位移
全過程A相對(duì)地面的位移
則A、B開始運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者之間的距離x=xB+x1+|xA|=1.9 m
(也可用如圖的速度–時(shí)間 53、圖線求解)
21.(1)5 m/s2,方向沿制動(dòng)坡床向下 (2)98 m
【解析】(1)設(shè)貨物的質(zhì)量為m,貨物減速的加速度大小為a1
根據(jù)牛頓第二定律有μmgcos θ+mgsin θ=ma1
解得a1=5 m/s2,方向沿制動(dòng)坡床向下
(2)從貨物在車廂內(nèi)開始滑動(dòng)到車頭距制動(dòng)坡床頂端38 m過程
貨物的位移x1=vt–a1t2
對(duì)貨車,根據(jù)牛頓第二定律有4mgsin θ+5kmg–μmgcos θ=4ma2
貨車減速的加速度大小為a2=5.5 m/s2
貨車的位移x2=vt–a2t2,又x1–x2=4 m
解得t=4 s,x1=52 m,x2=48 m
制動(dòng)坡床的長度L=38 m+12 m+x2=98 m
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