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1、计算题 (18分)如图所示,以A、B和C、D为断点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,一滑板静止在光滑的地面上,左端紧靠B点,上表面所在平面与两半圆分别相切于B、C两点,一物块(视为质点)被轻放在水平匀速运动的传送带上E点,运动到A点时刚好与传送带速度相同,然后经A点沿半圆轨道滑下,再经B点滑上滑板,滑板运动到C点时被牢固粘连。物块可视为质点,质量为m,滑板质量为M=2m,两半圆半径均为R,板长l=6.5R,板右端到C点的距离L在R<L<5R范围内取值,E点距A点的距离s=5R,物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数均为
,重力加速度g已知。

(1)求物块滑到B点的速度大小;
(2)求物块滑到B点时所受半圆轨道的支持力的大小;
(3)试讨论物块从滑上滑板到离开右端的过程中,克服摩擦力做的功
与L的关系;并判断物块能否滑到CD轨道的中点。
参考答案:(1)
(2)10mg
(3)?当R<L<2R时,
;
?当2R≤L<5R时,
;
不能滑到CD轨道中点。
本题解析:(1)设物块滑到B点的速度大小为uB,对物体从E到B过程,
根据动能定理得
解得:
(2)物块在B点时,根据牛顿第二定律午
解得:
(3)物块从B滑上滑板后开始作匀减速运动,此时滑板开始作匀加速直线运动,当物块与滑板达共同速度时,二者开始作匀速运动。
由动量定理
它们的共同速度为
此过程,对物块据动能定理得
解得s1=8R
此过程,对滑板据动能定理得
解得s2=2R
由此可知物块在滑板上滑过s1-s2=6R时,二者就具有共同速度了。因为6R<6.5R,所以物块并没有从滑板上滑下去
讨论:
?当R<L<2R时,物块在滑板上一直匀减速运动至C,运动的位移为6.5R+L,克服摩擦力做的功
设滑上C点的速度为
,对物块根据动能定理得

解得
,所以物块不可能滑到CD轨道的中点
?当2R≤L<5R时,物块的运动的匀减速运动8R,匀速运动L-2R,再匀减速运动0.5R,克服摩擦力做的功
解得
,所以物块不能滑到CD轨道的中点
(也可以由
可看出只要物块与滑板达到共同速度,就不能滑到CD轨道的中点)
(事实上由
,看出只要摩擦力做功的位移超过7R,物块就不能冲到CD轨道的中点。由S1=8R>7R知道达到共同速度必然冲不到CD轨道中点;而由已知6.5R+L>7.5R>7R即若不能达到共同速度,同样冲不到CD轨道中点。)
本题难度:困难
2、填空题 一人在地面上最多能提起质量为m的重物,在沿竖直方向做匀变速运动的电梯中,他最多能提起质量为1.2m的重物,则电梯的加速度大小为?,方向为?.(重力速度g = 9.8m/s2 ).
参考答案:1.63m/s2 ,竖直向下
本题解析:人在地面能提起物体的力为:
,
在沿竖直方向做匀变速运动的电梯中,人提起物体的力不变;

故
,方向竖直向下。
试题点评:本题是考查对超重和失重的理解。
本题难度:简单
3、选择题 如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动,传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面,物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面上,这时速率为v2′,则下列说法中正确的是

[? ]
A.若v1<v2,则v2′=v1
B.若v1>v2,则v2′=v2
C.不管v2多大,总有v2′=v2
D.不管v2′=v2多大,总有v2′=v1
参考答案:AB
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 一质量为m=2kg的木块放在水平地面上,由静止开始运动,受水平拉力F情况如图所示,已知木块与地面之间的动摩擦因数μ=0.2,求前8s内力F(不包括摩擦力)对木块所做的功。(取g=10m/s2)


参考答案:168J
本题解析:首先算出各个受力时间段的位移
0-4s? F合=F-f=10N-0.2*2kg*10m/s^2=6N?(2分
)
F=ma? a=F/m=6N/2kg=3m/s^2?(1分
)
1? S=1/2at^2=24m?(1分
)
4-8s? F合=-4N-4N=-8N?(2分
)
所以? a=-8N/2kg=-4m/s^2?(1分
)
因为此时初速度为3m/s^2 *4s=12m/s(1分
)
因为3s后速度为0?所以s=12m/s*3s-1/2*4m/s^2*(3s)^2=18m?(2分
)
w="w1+w2=24m*10N-18m*4N=168J" ?(2分
)
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,在水平地面上静止放置两质量相等的空车厢,现有一个人在其中一个车厢内拉动绳子使两车厢相互靠近.若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦,以下对于哪个车厢里有人的判断中,正确的是( )
A.先开始运动的车厢里有人
B.速度较小的车厢里有人
C.加速度较大的车厢里有人
D.不去称量质量无法确定哪个车厢有人