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1、简答题 如图所示,在水平面上有一质量为m的物体,在水平拉力作用下由静止开始运动一段距离后到达一斜面底端,这时撤去外力物体冲上斜面,上滑的最大距离和在平面?上移动的距离相等,然后物体又沿斜面下滑,恰好停在平面上的出发点.已知斜面倾角θ=300,斜面与平面上的动摩擦因数相同.
(1)求物体开始受的水平拉力F?
(2)物体运动全过程用v-t图象表示,并画在坐标纸上.
参考答案:(1)对于物体从开始运动到返回的整个过程,根据动能定理,有
F?L-2μmg?L-2μmgcos30°?L=0
对从最高点到返回出发点过程,有:
mgxsin30°-μmgcos30°x-μmgx=0
解得:μ=2-
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 一个热气球与沙包的总质量为60kg,在空气中以加速度=5m/s2下降。求(1)为了使它匀速下降,应抛掉沙的质量是多少?(2)为了使它以同样大小的加速度上升,应抛掉沙的质量是多少?(取g=10m/s2)
参考答案:(1)Δm=30kg(2)Δm1="40" kg
本题解析:(1)设浮力为F,以加速度a=5m/s2下降时有:
mg-F=ma? ···················(2分)
设匀速下降时系统总质量为m1,则有 m1g-F=0? ···················(3分)
应抛掉沙的质量为:? Δm="m-" m1?···················(2分)
由以上三式代入数据得? Δm=30kg? ···················(1分)
(2)设以同样大小的加速度上升时系统总质量为m2,则有? F- m2g= m2a? ···················(3分)
应抛掉沙的质量为? Δm1=" m-" m2?···················(2分)
代入数据得? Δm1="40" kg? ···················(1分)
本题考查对牛顿第二定律的应用,在热气球加速下降的过程中由重力和浮力的合力提供加速度,由牛顿第二定律可求得此时的浮力大小,抛掉沙之后重力减小,浮力不变,合力向上,能保证热气球向上加速,由牛顿第二定律可求得抛掉的沙的质量
本题难度:简单
3、计算题 如图所示为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送带的A 、B两端相距3m,另一台倾斜传送带的C、D两端相距4m,且与地面的倾角为37°,B、C相距很近。水平传送带以5m/s的速度沿顺时针方向转动,现将质量为10kg的一袋大米无初速度地放在A端,它随传送带到达B端后,速度大小不变地传到倾斜传送带的C点,米袋与两传送带间的动摩擦因数均为0.5,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)若倾斜传送带不运转,求米袋沿传送带在CD上所能上升的最大距离;
(2)若倾斜传送带也以5m/s的速率顺时针方向转动,求米袋从C运动到D所用的时间。

参考答案:解:(1)米袋在AB上加速运动时,根据牛顿第二定律得
m/s2
米袋能达到的最大速度为v=5m/s时,滑行的距离
m<3m,因此米先加速2.5m后与传送带一起匀速运动到达B点,到达C点时速度v1=5m/s,设米袋在静止的倾斜传送带上运动的加速度为a2,由牛顿第二定律得
m/s2
所以,它能上滑的最大距离
m?
(2)米袋滑上沿顺时针方向转动的倾斜传送带的C点时,米袋相对传送带静止,但米袋有沿传送带下滑的趋势,所以米袋受到沿传送带向上的摩擦力,由于
,米袋做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律
m/s2
根据位移公式
解方程得t=1s
本题解析:
本题难度:困难
4、实验题 光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器。当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量的关系’其中NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出)。小车上固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d.小车从木板的顶端滑下’光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。

(1) 该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,应保持M?m,这样做的目的__
(2) 为了计算出小车的加速度,除了测量d、t1和t2之外,还需要测__________
若上述测量的量用x表示,则用这些叙理量计算加速度的表达式为a=__________
(3) 某位同学经过测量、计算得到如下表数据,请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图像。
组别
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
|
M/kg
| 0.58
| 0.58
| 0.58
| 0.58
| 0.58
| 0.58
| 0.58
|
F/N
| 0.10
| 0.15
| 0.20
| 0.25
| 0.30
| 0.35
| 0.40
|
a/m.s-2
| 0.13
| 0.17
| 0.26
| 0,34
| 0.43
| 0.51
| 0.59
|
(4) 由图象可以看出,该实验存在着较大的误差,则产生误差的主要原因是_________
参考答案:(1)小车所受合外力大小等于(或约等于)mg (2分)
(2)两光电门之间的距离(或“小车由光电门1运动至光电门2所用时间”) (2分)
?(或“
”) (2分)
(3)如图?(2分)

(4)木板倾角偏小(或“平衡摩擦力不足”或“末完全平衡摩擦力”) (2分)
本题解析::(1)实验中我们认为:mg=Ma,而实际上是:mg=(M+m)a,因此只有当M>>m时,小车所受合外力大小等于mg.
故答案为:小车所受合外力大小等于(或约等于)mg.
(2)通过光电门的测量我们计算出了通过光电门1的速度为:v1=
,通过2时的速度为:v2=
如果测量出经过1、2时的时间t,根据:a=
,得:a=
如果测出经过1、2时的距离x,根据:
=2ax,得:a=
.
(3)如图?

(4)由图乙可知,开始小车受合外力时,加速度却为零,因此操作过程中可能没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足.
本题难度:一般
5、简答题 如图所示,AC、BC为位于竖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.a环将先到达C点
B.b环将先到达C点
C.a、b环同时到达C点
D.由于两杆的倾角不知道,无法判断两环到达c点的先后