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1、简答题 如图甲所示,某同学在竖直上升的升降机内研究升降机的运动规律.他在升降机的水平底板上安放了一台压力传感器(能及时准确显示压力大小),压力传感器上表面水平,上面放置了一个质量为1kg的木块,在t=0时刻升降机从地面由静止开始上升,在t=10s时上升了H,并且速度恰好减为零.他根据记录的压力数据绘制了压力随时间变化的关系图象,如图乙所示.请你根据题中所给条件和图象信息回答下列问题.(取g=10m/s2)
(1)题中所给的10s内,升降机上升的高度H为多少?
(2)如果上升过程中某段时间内压力传感器显示的示数为零,那么该段时间内升降机是如何运动的?

参考答案:(1)对小木块受力分析,如图所示.由图象可以看出升降机在0~2s内向上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:
F-mg=ma1
代入数据解得:a1=2m/s2
由运动学公式x1=12a1t12,解得升降机在0~2s内上升的高度为:x1=4m,
2s末的速度为:v=a1t1=2×2m/s=4m/s,
在2~6s内升降机做匀速运动的位移为:x2=vt2=4×4=16m
在6~10s内升降机做匀减速运动的位移为:x3=v2t3=42×4=8m
故升降机在10s内上升的总高度为:H=x1+x2+x3=4+16+8=28m
(2)由于压力传感器示数为零,则木块处于完全失重状态,故升降机在该段时间内做加速度大小为g的匀变速运动.
答:(1)升降机上升的高度H为28m;
(2)该段时间内升降机做加速度大小为g的匀变速运动.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 一轻质弹簧上端固定,下端挂一重物,静止时弹簧伸长了4cm,再将重物向下拉1cm,然后放手,则在刚释放的瞬间,重物的加速度大小是 (? ) (g=10m/s2)
A.12.5m/s2
B.10m/s2
C.7.5m/s2
D.2.5m/s2
参考答案:D
本题解析:本题考查牛顿第二定律,重物静止时,mg=kx,释放瞬间弹力与重力的合力为重力的四分之一,加速度为2.5m/s2
本题难度:简单
3、选择题 如图所示,甲、乙两物体分别固定在一根弹簧的两端,并放在光滑水平的桌面上,两物体的质量分别为m1和m2,弹簧的质量不能忽略。甲受到方向水平向左的拉力F1作用,乙受到水平向右的拉力F2作用。下列说法正确的是

[? ]
A.只要F1<F2,甲对弹簧的拉力就一定小于乙对弹簧的拉力
B.只要m1<m2,甲对弹簧的拉力就一定小于乙对弹簧的拉力
C.必须F1<F2且m1<m2,甲对弹簧的拉力才一定小于乙对弹簧的拉力
D.不论F1、F2及m1<m2的大小关系如何,甲对弹簧的拉力都等子乙对弹簧的拉力
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如图3所示.设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态.在箱子下落过程中,下列说法正确的是

A.若下落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”
B.箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大
C.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大
D.箱内物体对箱子底部始终没有压力
参考答案:C
本题解析:设空气阻力 为
,以箱子整体为研究对象分析受力有
,以箱内物体为研究对象有:
,联立解得
,由此可知,随着下落距离的增大,支持力从零开始逐渐增大,所以只有选项C正确。
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,在足够长的光滑水平面上,放置一长为L=1m、质量为m1=0.5kg的木板A,一质量为m2=1kg的小物体B以初速度v0=4m/s滑上A的上表面,A与B之间的动摩擦因数为μ=0.2,g=10m/s2。
(1)当B刚从A上滑落时,A、B的速度分别是多大?
(2)为使B不从木板A的右端滑落,当B滑上A时,在A的右端始终施加一个水平向右的恒力F,求F的大小应满足的条件。

参考答案:解:(1)假设B刚从A上滑落时,A、B的速度分别为v1、v2
A的加速度
B的加速度
由位移关系有
,代入数值解得:
或
当
时
,
不合题意舍去
∴
,
,
(2)当B经过时间t运动至A的最右端时,若A、B具有共同速度v,则此时所施加的恒力F有最小值。此过程中A做匀加速运动的位移
①
B做匀减速运动的位移
②
A、B的加速度分别为
③,
④
又
⑤
联立①~⑤,代入数据解得
以A为研究对象,根据牛顿第二定律有
解得
故
本题解析:
本题难度:困难