1、选择题 如图所示,在水平地面上有一倾角为θ的斜面体B处于静止状态,其斜面上放有与之保持相对静止的物体A。现对斜面体B施加向左的水平推力,使物体A和斜面体B一起向左做加速运动,加速度从零开始逐渐增加,直到A和B开始发生相对运动,关于这个运动过程中A所受斜面的支持力N,以及摩擦力f的大小变化情况,下列说法中正确的是

A.A所受合外力的方向始终是沿水平方向
B.N、f的合力与水平面间的夹角越来越小
C.N、f的合力一定越来越大
D.A对B的作用力越来越小
参考答案:ABC
本题解析:因物体A和B一起向左加速,即其加速度水平向左,根据牛顿第二定律可知,A所受合外力水平向左,故A选项正确;对A进行受力分析可知,受重力mg,斜面对物体A的作用力(即斜面对其支持力N和斜面对其摩擦力f的合力),二力的合力提供A物体的加速度,因加速度逐渐增大,由平行四边形法则,如图所示,可知,斜面斜面对A的作用力逐渐变大,且与水平方向的夹角越来越小,故B、C正确;根据牛顿第三定律可知,A对B的作用力越来越大,所以D错误。
本题难度:一般
2、简答题 一个水平方向足够长的传送带以恒定的速度3m/s沿顺时针方向转动,传送带右端固定着一个光滑曲面,并且与曲面相切,如图所示.小物块从曲面上高为h的P点由静止滑下,滑到传送带上继续向左运动,物块没有从左边滑离传送带.已知传送带与物体之间的动摩擦因数μ=0.2,不计物块滑过曲面与传送带交接处的能量损失,g取10m/s2.
(1)若h1=1.25m,求物块返回曲面时上升的最大高度;
(2)若h1=0.2m,求物块返回曲面时上升的最大高度.
参考答案:(1)设物块滑到光滑曲面下端的速度为 v1,由动能定理得
? mgh1=12mv21
解得:v1=5m/s>3m/s?
所以物块先减速到速度为零后,又返回做加速运动,
当两者的速度相同时,以共同的速度v=3m/s一起匀速,直到滑上曲面.
设物块上升的高度H1,由动能定理得,
? 12mv2=mgH1
代入解得H1=0.45m.
(2)若h2=0.2m,根据动能定理得,
? mgh2=12mv22
代入解得v2=2m/s<3m/s,所以物块先减速到速度为零后,又返回做加速运动,返回曲面底端时速度大小仍为2m/s,直到滑上曲面,上升的高度仍为0.2m.
答:
(1)若h1=1.25m,物块返回曲面时上升的最大高度为0.45m;
(2)若h1=0.2m,物块返回曲面时上升的最大高度为0.2m.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 (10分)如图16所示,斜面体质量为M,倾角为θ,与水平面间的动摩擦因数为μ,用细绳竖直悬挂一质量为m的小球静止在光滑斜面上,当烧断绳的瞬间,至少以多大的水平向右的力由静止拉动斜面体,小球才能做自由落体运动到地面?
参考答案:(μ+cotθ)Mg
本题解析:设小球自由落体运动到地面上,下落高度为h,
则斜面体至少水平向右运动的位移为:
x=h·cotθ
对小球:h=
gt2
对斜面体:x=
at2
由以上三式解得:a=gcotθ
以斜面体为研究对象有:F-μMg=Ma
所以F=μMg+Mgcotθ=(μ+cotθ)Mg.
本题难度:一般
4、计算题 如图16所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,一个磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻,导轨宽度L=0.40m。电阻为r=0.20Ω的金属棒ab紧贴在导轨上,导轨电阻不计,现使金属棒ab由静止开始下滑0.7 m后以5 m/s的速度匀速运动 。(g=10m/s2)

求: (1)金属棒的质量m;
(2)在导体棒下落2.70m内,回路中产生的热量Q。
参考答案:(1)
(2)Q=0.58J
本题解析:(1)由题可知,棒最终作匀速运动,且速度
由
;(1分)
;(1分)
;(1分)
(1分)
解得(1分)

(2)棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳热。
则:
?(2分)
解得Q=0.58J
本题考查法拉第电磁感应定律与能量、牛顿第二定律的结合问题,开始时重力大于向上的安培力,导体棒向下加速,随着速度的增大,安培力逐渐增大,加速度减小,当安培力增大到等于重力时加速度减小到零,此后导体棒向下匀速运动,由此时安培力等于重力和安培力,法拉第电磁感应定律、恒定电流可求得导体棒的质量,棒在下滑过程中,有重力和安培力做功,克服安培力做的功等于回路的焦耳热,有能量守恒定律可求得焦耳热的值
本题难度:一般
5、计算题 (12分)如图所示,AB为竖直半圆轨道的竖直直径,轨道半径R=0.9m,轨道B端与水平面相切,质量m=1kg的光滑小球从水平面以初速度V0向B滑动,取g=10m/s2。

(1)若V0=6m/s,求小球经轨道最低点B瞬间对轨道的压力为多少?
(2)若小球刚好能经过A点,则小球在A点的速度至少为多大?小球离开A点后在水平面的落点与B点的距离为多少?
参考答案:见试题分析
本题解析:

(1)小球在B点的受力分析如图:
由牛顿第二定律有:
?(公式2分)
解得小球受到的支持力N=
=50N?(答案1分)
由牛顿第三定律可知,小球对道轨的压与与N大小相等,方向相反。?(1分)
(2)小球恰好过最高点,即只由重力提供向心力有:
?(2分)
解得小球在A点的最小速度:
?(1分)
小球离开A点后做平抛运动有:
?(2分)
?(2分)
解得t=0.6s? s=1.8m?(1分)
本题难度:一般