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1、简答题 当物体从高空下落时,空气阻力随着速度的增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v,且正比于球半径r,即阻力Ff=krv,k是比例系数,
(1)求半径为r、质量为m的球形雨滴在无风情况下的终极速度大小;
(2)试简要说明雨滴在达到终极速度前的运动情况.
参考答案:(1)当雨滴的速度到达最大时,雨滴受到的重力与阻力平衡,根据mg=Ff得,mg=krv
解得 v=mgkr.
(2)根据阻力Ff=krv,随速度的增大,雨滴受到的阻力增大,雨滴的加速度:a=mg-Ffm逐渐减小,所以物体做加速度减小的加速运动,一直到阻力与重力大小相等,物体到达终极速度,然后做匀速直线运动.
答:(1)半径为r、质量为m的球形雨滴在无风情况下的终极速度大小v=mgkr;(2)雨滴先做加速度减小的加速运动,最后做匀速直线运动.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,质量为M的四分之一圆柱体放在粗糙水平地面上,质量为m的正方体放在圆柱体和光滑墙壁之间,且不计圆柱体与正方体之间的摩擦,正方体与圆柱体的接触点的切线与右侧墙壁成角,圆柱体处于静止状态.则( )
A.地面对圆柱体的支持力为Mg
B.地面对圆柱体的摩擦力为mgtanθ
C.墙壁对正方体的弹力为
D.正方体对圆柱体的压力为

参考答案:以正方体为研究对象,受力分析,并运用合成法如图:

由几何知识得,墙壁对正方体的弹力N1=mgtanθ,
圆柱体对正方体的弹力N2=mgsinθ,根据牛顿第三定律则正方体对圆柱体的压力为mgsinθ,
故C正确D错误;
以圆柱体和正方体为研究对象,竖直方向受力平衡,地面对圆柱体的支持力:N=(M+m)g
水平方向受力平衡,地面对圆柱体的摩擦力:f=N1=mgtanθ,
故AB错误;
故选:C.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 (12分)有一个重量为20N的物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,斜面固定在水平地面上,如图所示,求水平推力F为多大时可使物体沿斜面匀速运动?(已知:AB=40cm,BC=30cm)

参考答案:F=40N或F=
N
3.64N
本题解析:(1)若使得物体沿斜面匀速上滑,以物体为研究对象进行受力分析如图所示:

故有:


联立并代入数据解得:
若使物体沿斜面下滑,受力情况如下图:

故有:


联立并代入数据解得:
本题难度:一般
4、实验题 小琚同学在学完力的合成与分解后,想在家里做实验验证力的平行四边形定则.他从学校的实验室里借来两只弹簧测力计,按如下步骤进行实验.
A.在墙上贴一张白纸用来记录弹簧弹力的大小和方向;
B.在一只弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯,记下静止时弹簧测力计的读数F;
C.将一根大约30cm长的细线从杯带中穿过,再将细线两端拴在两只弹簧测力计的挂钩上,在靠近白纸处用手对称地拉开细线,使两只弹簧测力计的读数相等,在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的读数,如图(甲)所示.

D.在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示,如图(乙)所示,根据力的平行四边形定则可求出这两个的合力F ’.