(18分)如图所示,光滑水平面上静止放置质量M = 2kg,长L = 0.84m的长木板C;离板左端S = 0.12m处静止放置质量mA =1kg的小物块A,A
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(18分)如图所示,光滑水平面上静止放置质量M = 2kg,长L = 0.84m的长木板C;离板左端S = 0.12m处静止放置质量mA =1kg的小物块A,A
题型:不详
难度:
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(18分)如图所示,光滑水平面上静止放置质量M = 2kg,长L = 0.84m的长木板C;离板左端S = 0.12m处静止放置质量m
A
=1kg的小物块A,A与C间的动摩擦因数μ = 0.4;在板右端静止放置质量m
B
= 1kg的小物块B,B与C间的摩擦忽略不计.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A、B均可视为质点,g = 10m/s
2
.现在木板上加一水平向右的力F,问:
(1)当F = 9N时,小物块A的加速度为多大?
(2)若F足够大,则A与B碰撞之前运动的最短时间是多少?
(3)若在A与B发生弹性碰撞时撤去力F,A最终能滑出C,则F的取值范围是多少?
答案
(1)3 m/s
2
(2)0.6s (3)
解析
试题分析:(1)设M和m
A
一起向右加速,它们之间静摩擦力为f
由牛顿第二定律得:F=(M+m
A
)a------------------------------2分
得:
----------------------------------------------------------2分
,表明加速度的结果是正确的.(1分)
(2)m
A
在与m
B
碰之前运动时间最短,必须加速度最大,则:
--------------------------------------------2分
---------------------------------------------1分
解得:
-----------------------------------------1分
(3)在A与B发生碰撞时,A刚好滑至板的左端,则此种情况推力最大,设为F
1
,
对板C,有:
---------------------------------------1分
----------------------------------------------1分
解得:
----------------------------------------------1分
若A与C没有发生相对滑动,设推力最小为F
2
.A与B发生弹性碰撞之前,
对A和C,有:
-----------------------1分
A与B发生弹性碰撞,因质量相等,A的速度交换给B,A静止------1分
而后刚好撤去外力,A与C发生相对滑动,A滑至C的左端时A、C刚好共速,有:
---------------------------------------------------------1分
-------------------------------1分
解得:
------------------------------------------1分
综合以上分析,推力的范围:
--------------------1分
举一反三
小明同学设计了一个实验来探究自行车的初速度与其克服阻力作功的关系。实验的主要步骤是:
①找一段平直的路面,并在路面上画一道起点线;
②骑上自行车用较快速度驶过起点线,并从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥;
③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬,让车依靠惯性沿直线继续前进;
④待车停下,记录自行车停下时的位置;
⑤用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离
、起点线到终点的距离
及车把手处离地高度
。
若自行车在行驶中所受的阻力为
并保持恒定。
(1)自行车经过起点线时的
速度
;(用己知的物理量和所测量得到的物理量表示)
(2)自行车经过起点线后克服阻力做功
;(用己知的物理量和所测量得到的物理量表示)
(3)多次改变自行车经过起点时的初速度,重复上述实验步骤②~④,则每次只需测量上述物理量中的
和
,就能通过数据分析达到实验目的。
题型:不详
难度:
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(16分)滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”,具有很强的观赏性与趣味性。下坡式滑行轨道可H简化为如下模型:如图所示,abcdf为同一竖直平面内的滑行轨道,其中ab、df两段均为倾角
=37
o
的斜直粗糙轨道,bc为一段半径为R=5m的光滑圆弧,圆弧与ab相切于磊点,圆弧圆心O在c点的正上方。已知ab之间高度差H
1
=5rn,cd之间高度差H
2
=2.25m,运动员连同滑板的总质量m=60kg。运动员从a点由静止开始下滑后从C点水平飞出,落在轨道上的e点,经短暂的缓冲动作后沿斜面方向下滑。de之间的高度差H
3
="9" m,运动员连同滑板可视为质点,忽略空气阻力,取g =10m/s
2
,sin37
o
=0.6,cos37
o
=0.8 。求:
(1)运动员刚运动到c点时的速度大小;
(2)运动员(连同滑板)刚运动到c点时对轨道的压力;
(3)运动员(连同滑板)在由a点运动到b点过程中阻力对它做的功。
题型:不详
难度:
|
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(14分)如甲图所示,长为4m的水平轨道AB与倾角为37°的足够长斜面BC在B处平滑连接,有一质量为2kg的滑块,从A处由静止开始受水平向右的力F作用,F与位移x的关系按乙图所示规律变化,滑块与AB和BC间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度g取l0m/s
2
。求:
(1)滑块第一次到达B处时的速度大小;
(2)不计滑块在B处的速率变化,滑块到达B点时撤去力F,滑块冲上斜面,则滑块最终静止的位置与B点的距离多大。(sin37°=0.6)
题型:不详
难度:
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在物理学上,常利用测定带电粒子的受力情况来确定复合场中场强的大小和方向。如图所示,在立方体区域内存在待测定的匀强电场和匀强磁场,在其左侧分别是加速电场和速度选择器,用于获取特定速度的带电粒子。装置中,灯丝A接入电源后发出电子,P为中央带小圆孔的竖直金属板,在灯丝A和金属板P之间接入电源甲,使电子加速;在间距为d的水平正对金属板C、D间接入电源乙,在板间形成匀强电场。C、D间同时存在垂直纸面向外、大小为 B0的匀强磁场(左右宽度与两板相同)。现将电源甲、乙的输出电压分别调到U
1
、U
2
,使电子沿直线运动进入待测区域,如图中虚线所示。电子质量为m、电量为e,重力不计,从灯丝出来的电子初速不计,整个装置置于真空室内。
(1)用笔画线代替导线将电源甲、乙接人装置,以满足题中要求;
(2)求电子从P板出来的速度v
0
及U
1
、U
2
。满足的关系式;
(3)调节U
1
、U
2
使电子以不同的速度大小沿+X轴进入待测区域,测得电子刚连入时受力大小均为F,由此,你能推测出待测区域中电场或磁场的什么信息?
(4)保持电子进入待测区域的速度大小仍为V
0
,转动待测区域(转动中电场、磁场相对坐标轴的方向不变),使电子沿Y轴或Z轴方向射入。测得电子刚射入时受力大小如下表所示,根据表中信息又能推测出待测区域中电场或磁场的什么信息?
题型:不详
难度:
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质量
的金属小球从距水平面
的光滑斜面上由静止开始释放,运动到A点时无能量损耗,水平面
的粗糙平面, 与半径为
的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点,其中圆轨道在竖直平面内, D为轨道的最高点,小球恰能通过最高点D, 完成以下要求(
)
(1)小球运动到A点时的速度为多大?
(2)小球从A运动到B时摩擦阻力所做的功
(3)小球从B点飞出后落点E与A相距多少米?
题型:不详
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