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1、计算题 (16分).把一张足够长的水平绝缘桌面放入空间存在一有边界的电场中,电势φ随距离的变化如图(甲)所示。在绝缘水平桌面上的电场左边界O点放一质量为m=1kg的小物块,如图(乙)所示,物块与地面的摩擦因数为μ=0.2,物块带电量为q1=+0.5C。现对物块施加一水平拉力F=4N使其沿桌面运动,4s末用某种方法使物块不带电(不影响物块运动的速度),6s末撤去外力的同时,使物体恢复带电且电量为q2=-1C,g取10m/s2。求:

(1)9s末物体的速度和该时刻的位置坐标
(2)9s内物块的电势能的变化量。
参考答案:(1)9秒末物体的速度为0(2)电势能增加24J
本题解析:解:此物块的运动分为三个阶段:
A.0-4s




B.4-6s




C.6-9s



∴8秒时物体运动速度减为0。故9秒末物体的速度为0.


∴9秒内物体的电势能增加24J
本题考查的是牛顿第二定律和静电场相结合的应用问题,根据受力分析,利用牛顿第二定律和匀变速运动的规律既可计算出速度和坐标;再利用电场力做功可求出电势能的变化;
本题难度:一般
2、计算题 一质量为2kg的物体在与水平方向成37度恒力F=10N作用下沿粗糙的水平面向右运动,运动过程中,风对物体的作用力沿水平方向向左,其大小与风速v成正比,比例系数用k表示,物体加速度a与风速v的关系如图(b)所示。求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)比例系数k。(sin
0.6,cos
0.8)

参考答案:解:(1)当风速v=0时,a=3m/s2,风力f=0
Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)=ma
μ=0.14
(2)当v=5m/s时,a=0
Fcosθ=μ(mg-Fsinθ)+kv
k=1.2N.S/m
本题解析:
本题难度:一般
3、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
4、选择题 一个小孩从滑梯上滑下的运动可看作是匀加速直线运动,第一次小孩单独滑下,加速度为a1;第一次小孩背着书包滑下,加速度为a2;则
[? ]
A.a1=a2
B.a1>a2
C.a1<a2
D.无法判断
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,便于对旅客的行李进行安全检查.图为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带A、B始终保持v=lm/s的恒定速率运行.一质量为m=4kg的行李无初速地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李由静止开始做直线运动.已知行李在传送带上发生相对滑动时的加速度为1m/s2,AB间的距离L=2m,g=10m/s2.
(1)求行李由A运动到B的时间;
(2)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处.求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率.

参考答案:(1)设行李做匀加速运动的时间为t1,位移为s1,匀速运动时间为t2,位移为s2,由题意知行李加速运动的末速度v=1m/s,则由匀加速直线运动规律v=at1和2as1=v2得:
t1=va=1s,s1=v22a=0.5m
又由匀速运动规律得:s2=L-s1=vt2=1.5m
解之得:t2=1.5s
则t=t1+t2=2.5s
故行李由A运动到B的时间为2.5s.
(2)行李从A一直匀加速运动到B时,传送时间最短.则
L=12atmin2
代入数值得:tmin=2s
传送带对应的运行速率vmin=atmin
代入数值,解得vmin=2m/s
故行李从A处传送到B处的最短时间为2s,传送带对应的最小运行速率为2m/s.
本题解析:
本题难度:一般