1、简答题 如图的甲所示,A、B两点相距x=7m,一个质量m=2.0kg的木块开始静止在光滑水平面上的A点,木块受到如图乙的周期性水平力F的作用,规定向左方向为正方向.求:
(1)若力F的变化周期T=4s,则在t=0时刻将木块从A点无初速释放,木块到达B点时动能的大小;
(2)所加力F的频率f多大时,在t=
到t=时间内从A点无初速释放该木块,木块不能到达B点.
参考答案:(1)木块所受力F=ma,根据牛顿第二定律,有:a=Fm=2m/s2
木块在0~T2时间内向B点作匀加速直线运动,走 91ExAM.org过的距离为:x1=12a(T2)2=4m
则木块此时的速度:v1=at2=4m/s
木块在t=T2~T时间内继续向B点作匀减速直线运动可以到达B点;
位移为:x2=x-x1=3m
由公式:v22-v21=-2ax
所以,木块到达B点的速度:v2=2m/s
木块到达B点的动能:Ek=12mv2=4J
(2)木块在t=T4~t=T2向B点做匀加速运动,在t=T2~t=3T4向A点做匀减速运动,速度减为零后将返回.
木块向B点运动可能的最大位移:s=2×12a(T4)2=116aT2
要求粒子不能到达A板,有:s<x=7m;
由f=1T,力F变化频率应满足:f>
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 一个滑雪人,从85m长的山坡上匀加速滑下,初速度是1.8m/s,滑到山坡底端的末速度是5.0m/s,求:
(1)下滑过程中的平均速度
;
(2)下滑的加速度a;
(3)下滑的时间t.
参考答案:(1)根据匀变速直线运动中平均速度公式.v=v?0+v?2,有.v=1.8+5.02m/s=3.4m/s?
故下滑过程中的平均速度.v为3.4m/s.
(2)由v2-v02=2as得,a=v2?-v202s,代入数据得a=0.128m/s2?,
故下滑的加速度a为0.128m/s2?.
(3)v=v?0+at?得,tv-v?0a,代入数据的t=25s,
故下滑的时间为25s.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 飞机着陆后以6m/s2的加速度做匀减速直线运动,其着陆速度为60m/s,求:
(1)它着陆后12s内滑行的位移x;
(2)整个减速过程的平均速度(用两种方法求);
(3)静止前4s内飞机滑行的位移x"。
参考答案:
解:(1)以初速度方向为正方向,则有a=-6m/s2,飞机在地面滑行最长时间
所以飞机12s内滑行的位移为前10s内滑行的位移,由v2-v02=2ax可得
m=300m
(2)方法一:
方法二:
(3)由(1)的分析可知飞机滑行6s为静止前4s,此时的速度v"=v0+at=60m/s+(-6×6)m/s=24m/s
故由v2-v"2=2ax"可得
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,半径R=0.2m的光滑四分之一圆轨道MN竖直固定放置,末端N与一长L=0.8m的水平传送带相切,水平衔接部分摩擦不计,传动轮(轮半径很小)作顺时针转动,带动传送带以恒定的速度ν0运动.传送带离地面的高度h=1.25m,其右侧地面上有一直径D=0.5m的圆形洞,洞口最左端的A点离传送带右端的水平距离S=1m,B点在洞口的最右端.现使质量为m=0.5kg的小物块从M点由静止开始释放,经过传送带后做平抛运动,最终落入洞中,传送带与小物块之间的动摩擦因数μ=0.5.?g取10m/s2.求:
(1)小物块到达圆轨道末端N时对轨道的压力
(2)若ν0=3m/s,求物块在传送带上运动的时间
(3)若要使小物块能落入洞中,求ν0应满足的条件.
参考答案:(1)设物块滑到圆轨道末端速度ν1,根据机械能守恒定律得:
mgR=12mv12
设物块在轨道末端所受支持力的大小为F,
根据牛顿第二定律得:F-mg=mv12R
联立以上两式代入数据得:F=15N?
根据牛顿第三定律,对轨道压力大小为15N,方向竖直向下?
(2)物块在传送带上加速运动时,由μmg=ma,得a=μg=5m/s2
加速到与传送带达到同速所需要的时间t1=v0-v1a=0.2s?
位移s1=v1+v02t1=0.5m?
匀速时间t2=L-s1v0=0.1s?
故T=t1+t2=0.3s?
(3)物块由传送带右端平抛h=12gt2
恰好落到A点?s=v2t?得ν2=2m/s?
恰好落到B点?D+s=ν3t?得ν3=3m/s?
故ν0应满足的条件是3m/s>ν0>2m/s?
答:(1)小物块到达圆轨道末端N时对轨道的压力大小为15N,方向竖直向下;
(2)若ν0=3m/s,求物块在传送带上运动的时间为0.3s;
(3)若要使小物块能落入洞中,ν0应满足的条件为3m/s>ν0>2m/s.
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 不定项选择
汽车以20m/s的速度做匀速直线运动,刹车后加速度大小为5m/s2,那么开始刹车后2s与开始刹车后6s汽车通过的位移之比是( ? )
A.1:1
B.3:1
C.3:4
D.4:3
参考答案:C
本题解析:
本题难度:简单