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1、计算题 质量为m=1.0kg、带电量q=+2.5×10-4C的小滑块(可视为质点)放在质量为M=2.0kg的绝缘长木板的左端,木板放在光滑水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.5m,开始时两者都处于静止状态,所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0×104N/C的匀强电场,如图所示。取g=10m/s2,试求:
(1)用水平力F0拉小滑块,要使小滑块与木板以相同的速度一起运动,力F0应满足什么条件?
(2)用水平恒力F一直拉着小滑块向木板的右端运动,若在1.0s末使滑块从木板右端滑出,力F应为多大?
(3)按第(2)问的力F作用,在小滑块刚刚从木板右端滑出时,系统的内能增加了多少?(设m与M之间最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等,滑块在运动中带电量不变)

参考答案:解:(1)当拉力F0作用于滑块m上,木板能够产生的最大加速度为:
为使滑块与木板共同运动,滑块最大加速度am≤aM
对于滑块有:

即为使滑块与木板之间无相对滑动,力F0不应超过6.0N
(2)设滑块相对于水平面的加速度为a1,木板的加速度为a2,由运动学关系可知:
,
,
滑动过程中木板的加速度a2=2.0m/s2,则可得滑块运动的加速度a1=5.0m/s2
对滑块:
(3)在将小滑块从木板右端拉出的过程中,相同的内能增加了:
J
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。现假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度大小分别为a1和a2。下列反映a1和a2变化的图线正确的是(?)


参考答案:A
本题解析:当F比较小时,两个物体相对静止,一起加速运动,加速度相同,根据牛顿第二定律得:
,于是可知:
;
当F比较大时,m2相对于m1运动,根据牛顿第二定律得:
对m1:
,其中μ、m1、m2都一定的,所以 a1一定.
对m2:
,由此可以看出a2是t的线性函数,t增大,a2增大.又由于F随时间增大,木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,所以a2大于两物体相对静止时的最大加速度.故选A
本题难度:简单
3、简答题 如图所示,质量M=5.0kg的平板车A原来静止于光滑水平面上,A与竖直固定挡板的距离d=0.050m.质量m=3.0kg的滑块B以大小v0=1.64m/s的初速水平向右滑上平板车.一段时间后,A车与挡板发生碰撞.设车碰挡板前后的速度大小不变但方向相反,且碰撞的时间极短.已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.15,A的车板足够长,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)A车第一次碰到挡板前瞬间,车A和滑块B的速度vA和vB各是多大?
(2)当A车与挡板所有可能的碰撞都发生后,车A和滑块B稳定后的速度是多少?
参考答案:(1)假设A车第一次碰到挡板前一直做加速运动
对车A,由动能定理有
fd=μmgd=12MvA2?①
代入数据解得vA=0.30m/s?②
车碰到挡板前,车A和滑块B组成的系统动量守恒,有
mv0=mvB+MvA?③
将vA=0.30m/s和其它数据代入解得
vB=1.14m/s?④
此时vB>vA,说明此前B一直与车A发生相对滑动,车A一直加速.
因此车碰到挡板前,车A和滑块B的速度分别是
vA=0.30m/s,vB=1.14m/s
(2)假设车到第二次碰到挡板之前,B已经停在车上,则车从第一次碰到挡板之后到第二次碰到挡板之前的这段时间内,车A和滑块B组成的系统动量守恒,取向右方向为正方向,有
mvB-MvA=(m+M)v′⑤
代入数据解得v′=0.24m/s(方向向右)?⑥
因为v′<vA,说明车从第一次碰到挡板之后到第二次碰到挡板之前的这段时间内,车A先向左做减速运动,再向右做加速运动,最后保持匀速运动直到第二次碰撞挡板.
车到第二次碰到挡板之后,系统的总动量方向向左,由动量守恒定律可得
mv′-Mv′=(m+M)v″⑦
代入数据解得v″=-0.03m/s(负号方向向左)?⑧
答:(1)A车第一次碰到挡板前瞬间,车A和滑块B的速度vA和vB各是0.30m/s、1.14m/s.
(2)当A车与挡板所有可能的碰撞都发生后,车A和滑块B稳定后的速度是0.03m/s,反向向左.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 在一水平向右匀速传输的传送带的左端A点,每隔T的时间,轻放上一个相同的工件,已知工件与传送带间动摩擦因素为μ,工件质量均为m,经测量,发现后面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离为x,下列判断正确的有( )
A.传送带的速度为
B.传送带的速度为2
C.每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为
D.在一段较长的时间t内,传送带因为传送工件而将多消耗的能量为

参考答案:A、工件在传送带上先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,每个工件滑上传送带后运动的规律相同,可知x=vT,解得传送带的速度v=xT.故A正确.
B、设每个工件匀加速运动的位移为s,根据牛顿第二定律得,工件的加速度为μg,则传送带的速度v=
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 某物体由静止开始做直线运动,物体所受合力F随时间t变化的图象如图所示,在 0?8s内,下列说法正确的是?

A.物体在第2s末速度和加速度都达到最大值
B. 物体在第6s末的位置和速率,都与第2s末相同
C.物体在第4s末离出发点最远,速率为零
D.物体在第8s末速度和加速度都为零,且离出发点最远
参考答案:D
本题解析:由图线可知,物体在第2s末的力达到最大,所以加速度达到最大值,2-4s物体受力减小,加速度减小,物体仍然加速,所以4s末速度达到最大;4-6s物体做减速运动,6s末速率与第2s末相同,但位置不同;根据对称,物体在第8s末力减到零,速度和加速度都为零,且离出发点最远。选项D正确。
本题难度:一般