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1、计算题 (10分)如图所示,质量m=2.0kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动,物
体和水平面间的动摩擦因数μ=0.05,已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为
,g=10m/s2.根据以上条件,求:

(1)t=10s时刻物体的位置坐标;
(2)t=10s时刻物体的速度和加速度的大小和方向;
(3)t=10s时刻水平外力的大小.
参考答案:(1) (30,20) (2) a=0.4m/s2,沿y轴正方向 (3)1.7N
本题解析:(1)由于物体运动过程中的坐标与时间的关系为
,代入时间t=10s,可得:x=3.0t=3.0×10m=30m? y=0.2t2=0.2×102m=20m.
即t=10s时刻物体的位置坐标为(30,20).

(2)由物体运动过程中的坐标与时间的关系为
,比较物体在两个方向的运动学公式:
可求得:v0=3.0m/s? a=0.4m/s2,
当t=10s时,vy=at=0.4×10m/s=4.0m/s? v=
=
m/s=5.0m/s,
方向与x轴正方向夹角为arctan
?(或满足tanα=
;或53°)
在x轴方向物体做匀速运动,在y轴方向物体做匀加速运动.a=0.4m/s2,沿y轴正方向.
(3)如图所示,因为摩擦力方向与物体运动方向相反,外力与摩擦力的合力使物体加速.?Ff=μmg=0.05×2×10N=1.0N
Ffx=Ff×0.6=0.6N,Ffy=Ff×0.8=0.8N,
根据牛顿运动定律:Fx-Ffx=0,解出:Fx=0.6N
Fy-Ffy=ma,解出:Fy=0.8N+2×0.4N=1.6N
F=
=
N=
N=1.7N
本题考查匀变速直线运动规律的应用,把时间t=10s带入坐标轴方程可求得坐标,根据坐标与时间的关系可以判断x轴方向做匀速直线运动,y轴方向做匀变速直线运动,并且根据y轴方向的方程求得加速度大小,把t=10s带入v=at公式可求得y轴方向分速度
本题难度:一般
2、简答题 在实验室研究一辆质量为0.6kg的电动玩具车的运动情况,已知玩具车在头4s内由电动机牵引前进,后6s钟关闭了电动机.实验得到小车在10s内的运动图象v-t图如图所示:求
(1)玩具车在滑行过程中所受阻力大小是多少?
(2)玩具车电动机产生的牵引力有多大?
(3)玩具车在全过程中的位移为多大?
参考答案:(1)减速过程的加速度为:a=△v△t=-210-4=-13m/s2;
减速过程受重力、支持力和摩擦力,根据牛顿第二定律,有:-f=ma,解得:f=-ma=0.2N;
(2)加速过程的加速度为:a′=△v△t=24=12m/s2;
加速过程受重力、支持力、牵引力和摩擦力,根据牛顿第二定律,有:F-f=ma′;
解得:F=ma′+f=0.6×12+0.2=0.5N;
(3)v-t图象与时间轴包围的面积表示位移,故
x=12×10×2=10m;
答:(1)玩具车在滑行过程中所受阻力大小是0.2N;
(2)玩具车电动机产生的牵引力有0.5N;
(3)玩具车在全过程中的位移为10m.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 一物体从固定斜面的顶端由静止开始匀加速沿斜面下滑,已知物体在斜面上滑行的最初3s通过的路程为s1,物体在斜面上滑行的最后3s,通过的路程为s2,且s2-s1=6m,已知s1∶s2=3∶7,求斜面的长度?
参考答案:12.5m
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 质量m=10kg的物体,在F=40N的水平向左的力的作用下,沿水平桌面从静止开始运动,物体运动时受到的滑动摩擦力F’=30N.在开始运动的第6s末撤掉水平力F.求物体从开始运动到最后停止,总共通过的路程.
参考答案:由牛顿第二定律得:F-F′=ma
a=F-F′m=40-3010m/s2=1?m/s2
v=at=1×6=6m/s
由位移公式x=v0t+12at2得:
x1=12at2=18m?
撤去外力F后,-F′=ma′
a′=-3m/s2
vt=v0+at∴t0=-v0a=-6-3=2s?
x2=.vt=v0+vt2t=6+02×2=6m?
总路程x=x1+x2=18+6=24m?
答:,总共通过的路程为24m.
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 A、B两小球同时从距地面高为h=20m处的同一点抛出,初速度大小均为V0=15m/s.A球竖直向下抛出,B球水平抛出,空气阻力不计,重力加速度取g=l0m/s2.求:
(1)A球经多长时间落地? (2) A、B两球着地点间的水平距离是多少?
参考答案:(1) 1s?(2)30m
本题解析:(1)A球做匀加速直线运动,根据位移时间公式直接求解;
(2)B球做平抛运动,A球落地时间内,分别求出B球的水平分位移和竖直分位移,然后根据空间关系,得出A、B两球间的距离.
解:(1)A球做竖直下抛运动:
将h=20m.v0=15m/s代入,可得:t=1s,即A球经1s时间落地.
(2)B球做平抛运动:

将y=20m,v0=15m/s代入,可得:x=30m?
点评:本题关键是分清两球的运动规律,同时结合空间位置情况,运用运动学公式求解.
本题难度:简单