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1、计算题 用同种材料制成倾角为θ=30°的斜面和长水平面,斜面长3.0m且固定,斜面与水平面之间有一段很小的弧形平滑连接。一小物块从斜面顶端以初速度v0沿斜面向下滑动,若初始速度v0=2.0m/s,小物块运动2.0s后停止在斜面上。减小初始速度v0,多次进行实验,记录下小物块从开始运动到最终停在斜面上的时间t,作出相应的v0-t图象如图所示。(已知g=10m/s2)求:

(1)小物块在斜面上下滑的加速度大小和方向;?
(2)小物块与该种材料间的动摩擦因数μ的值;
(3)某同学认为,若小物块初速度v0=3m/s,则根据图象可以推知小物块从开始运动到最终停下的时间为3s。以上说法是否正确?若正确,请给出推导过程;若不正确,请说明理由,并解出正确的结果。
参考答案:(1)
?方向沿斜面向上(2)
?(3)不正确。因为随着初速度v0的增大,小物块会滑到水平面上,规律将不再符合图象中的正比关系。小物块在斜面上滑行时间
,小物块在水平面上滑行时间
,运动总时间为
。
本题解析:(1)由
得?
加速度大小
?
得
?方向沿斜面向上?
(2)由牛顿第二定律得?
滑动摩擦力大小为
?
?
?
(3)不正确。因为随着初速度v0的增大,小物块会滑到水平面上,规律将不再符合图象中的正比关系?
设小物块在斜面上滑行位移
时的速度减为
,
?

?
小物块在斜面上滑行时间
?
小物块在水平面上滑行,牛顿第二定律:
?
解得
?
小物块在水平面上滑行时间
?
s
运动总时间
?
点评:本题要注意到斜面不是无限长的,分析时要判断在给定的长度内物块是否会停下,如果停不下来,还要分析在水平面上的运动,注意此时的摩擦力变了,受力也变了,所以加速度也变了。
本题难度:简单
2、简答题 如图所示,用细绳将条形磁铁m1竖直吊起,再将它吸引铁块m2,静止后将细绳烧断,m1和m2同时下落,不计空气阻力,在下落过程中,m2的加速度多大?m2受几个力的作用?甲同学认为m2的加速度一定为g,乙同学认为?m2除受到重力外,还受到磁铁对它的吸引力,所以m2受到二个力作用.
你认为它们的说法正确吗?若正确,请说明理由.若不正确请给出正确的答案,并说明理由.
参考答案:甲说法正确,因为取m1和m2的整体为研究对象,绳断后它它们只受重力,所以加速度一定为g
乙说法错误,因为据上分析可知m2的加速度为g,若它只受重力及向上的磁场力,则它的加速度小于g,所以m2除受重力、磁场的吸引力外还受到磁铁对它向下的压力为N,且F磁=N,对于m2受三个力作用合力大小仍为g,故产生的加速度亦为g.
故答案为:甲说法正确,乙说法错误,原因见分析.
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯,该扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速率向斜上方移动,电动机的最大输出功率为4.9kW.不载人时测得电动机中的电流为5A,若载人时扶梯的移动速率与不载人时相同,忽略电动机内阻的热损耗,则空载时维持扶梯运行的电功率是______;这台自动扶梯可同时乘载的最多人数是______人.(设人的平均质量为60kg,g=10m/s2)
参考答案:维持扶梯运转的功率:
P0=UI=380V×5A=1900W=1.9kW,
电动机的最大输出功率为P最大=4.9kW
可用于输送顾客功率:
△P=P最大-P0=4.9kW-1.9kW=3kW,
输送一个人的功率:
P=Fvsin30°=Gvsin30°=mgvsin30°=60kg×10N/kg×0.4m/s×sin30°=120W,
同时乘载的最多人数:
n=△PP=3000W120W=25(人)
故答案为:1900W;25.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,在光滑水平而上有一质量为M的斜劈,其斜面倾角为α,一质量为m的物体放在其光滑斜面上,现用一水平力F推斜劈,恰使物体m与斜劈间无相对滑动,则斜劈对物块m的弹力大小为( )
A.mgcosα
B.
C.
D.
参考答案:对整体分析,a=FM+m,则m所受的合力为ma=mFM+m.
对m分析受重力和支持力,根据平行四边形定则得,N=mgcosθ或N=F合sinθ=mF(M+m)sinα.故D正确,A、B、C错误.
故选D.
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,一个V形槽直立固定在小车上,槽内嵌有一个质量为m的球,它与槽间的动摩擦因数为μ。V形槽的两个斜面与小车两侧面的夹角均为45°(右图为俯视图)。当小车向右在水平路面上作匀加速直线运动时、球相对槽竖直向下作匀速直线运动,此时槽每一面对小球的弹力和小车的加速度分别为(重力加速度为g)

A.
B.
C.
D.
参考答案:A
本题解析:分析:分析小球受力情况,运用正交分解法,根据牛顿第二定律,分别对小球水平面(俯视图)和竖直面分别列方程,即可求出槽每一面对小球的弹力和小车的加速度.
解答:解:以小球为研究对象,分水平面(俯视图)和竖直面作出小球受力图.设槽每一面对小球的弹力和摩擦力分别为FN和Ff,则竖直面:2Ff=mg,Ff=
又Ff=μFN,得FN=
根据牛顿第二定律,得
?FN=ma,a=
,故A正确,BCD错误.
故选A
点评:本题能不能正确解答,关键在于受力分析是否正确.小球受力是立体的,可以分水平面和竖直面作力图,再根据牛顿定律用正交分解法求解.
本题难度:一般