1、计算题 水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮筋上有一红色标记R。在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B和R分别位于直角坐标系中的(0,2l)、(0,-l)和(0,0)点。已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动:B平行于x轴朝x轴正向匀速运动。在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(l, l)。假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B运动速度的大小。
参考答案:
本题解析:由题意画出xOy坐标轴及A、B位置,设B车的速度为
,此时A、B的位置分别为H、G,H的纵坐标为分别为yA,G的横坐标为xB,则

?①
?②
在开始运动时R到A和B距离之比为2:1,即

由于橡皮筋的伸长是均匀的,所以在以后任意时刻R到A和B的距离之比都为2:1。因此,在时刻t有
?③
由于
,有?
?④
?⑤
所以
?⑥?
?⑦
联立①②⑥⑦解得
?⑧
【点评】本题的解题关键是橡皮筋的伸长是均匀的,由三角形的相似对应边成比例,,分别解出A、B的位置yA,xB,再由A、B各自的运动,列出方程
?①,
?② 就可求解
。难度中等偏上,考生若是不能分析出橡皮筋的均匀伸长的特定的比值关系,仅能得①②两式的少部分分。
【考点定位】匀加速直线直线运动、匀速直线运动。
本题难度:一般
2、简答题 水平导轨AB固定在支架CD上,其形状、尺寸如图所示.导轨与支架的总质量M=4kg,其重心在O点,它只能绕支架C点且垂直于纸面的水平轴转动.质量m=1kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端,现受到水平拉力F=2.5N的作用.已知小铁块和导轨之间的动摩擦因数μ=0.2.g取10m/s2,求:
(1)小铁块刚开始运动时的加速度大小?
(2)小铁块运动到离A端多远时,支架将要开始翻转?
(3)若在小铁块运动的过程中,支架始终保持静止,则拉力F作用的最长时间为多少?
参考答案:(1)小铁块受到的摩擦力f=μmg=0.2×1×10=2N.根据牛顿第二定律得
a=F-fm?解得 ?a=0.5m/s2
? (2)假设小铁块运动到C点的右侧且距C点x处时,支架刚要不能维持平衡,D端受的力为零.
? MgL=Nx+fLf,N=mg=10N
?代入解得? x=0.24m
? s=x+0.7=0.94m.
? (3)因为要在小铁块运动的过程中,导轨和支架始终保持静止,故小铁块是先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动.
? 匀加速直线运动加速度大小a1=0.5m/s2
? 匀减速直线运动加速度大小a2=μmgm=μg=2m/s2
? 又v22a1+v22a2=0.94
? v=0.87m/s?
? 解得t=1.74s.
答:(1)小铁块刚开始运动时的加速度为0.5m/s2;
? (2)小铁块运动到离A端0.94m时,支架将要开始翻转;
? (3)若在小铁块运动的过程中,支架始终保持静止,拉力F作用的最长时间为1.74s.
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 如图所示,皮带传动装置的两轮间距L=8m,轮半径r=0.2m,皮带呈水平方向,离地面高度H=0.8m,一物体以初速度ν0=10m/s从平台上冲上皮带,物体与皮带间动摩擦因数μ=0.6,(g=10m/s2)求:
(1)皮带静止时,物体平抛的水平位移多大?
(2)若皮带逆时针转动,轮子角速度为72rad/s,物体平抛的水平位移多大?
(3)若皮带顺时针转动,轮子角速度为72rad/s,物体平抛的水平位移多大?
参考答案:(1)求皮带静止时,物块离开皮带时的速度v1,设物体的加速度大小为a,物块前进过程中水平方向只受向后的滑动摩擦力.
由牛顿第二定律得:f=μmg=ma
解得:a=μg
物块在传送带上做匀减速直线运动,由位移速度关系式得:v12-v02=-2aL?
解得:v1=
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 我国自行设计的第三代战斗机歼-10战机性能优异,其中短距起飞能力格外引人瞩目。在飞行表演中歼-10 战机在时间t内从静止开始滑行s就达到起飞速度。若歼-10战机在航空母舰长为L(L<s)的甲板上起飞速度和陆地上相同,且起飞过程都可简化为加速度相同的匀加速直线运动。那么,在航空母舰静止的情况下,航母弹射系统必需给战机多大速度才能使战机起飞。
参考答案:解:设飞机起飞的加速度为a,起飞速度为vt,则有:
?①
v1=at ②
设弹射系统使飞机具有的初速度为v0,有:
?③
由①~③得
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 两辆完全相同的汽车,沿水平路面一前一后均以20 m/s的速度前进,若前车突然以恒定的加速度刹车,在它刚停车时,后车以前车刹车时的加速度的2倍开始刹车,已知前车在刹车过程所行驶的距离为100m,若要保证两车在上述情况下不相撞,则两车在匀速行驶时保持的最小距离是多少?
参考答案:解:设前车刹车过程的位移为x1,加速度为a,则有:x1=
在前车刹车的过程中,后车仍以v0匀速运动,在这段时间内它的位移为x2"=2x1=200 m
后车刹车的位移为
x1=50 m
故从前车开始刹车到后车也停下来,后车的总位移为x2=x2"+x2""=250 m
两车匀速运动时它们之间的最小距离为△x=x2-x1=250 m-100 m=150 m
本题解析:
本题难度:一般
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