1、计算题 一辆汽车质量为2×103kg ,最大功率为3×104W,在水平路面由静止开始作直线运动,最大速度为v2,运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为6×103N ,其行驶过程中牵引力F与车速的倒数
的关系如图所示.试求

(1)根据图线ABC判断汽车作什么运动?
(2)v2的大小;
(3)整个运动中的最大加速度;
(4)当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大?
参考答案:(1)汽车作加速度减小的加速运动,直至达最大速度v2,此后汽车作匀速直线运动;(2)15m/s;(3)2 m/s2;(4)3×104W
本题解析:
试题分析: 1)图线AB牵引力F不变,阻力Ff不变,汽车作匀加速直线运动,图线BC的斜率表示汽车的功率P,P不变,则汽车作加速度减小的加速运动,直至达最大速度v2,此后汽车作匀速直线运动.
(2)汽车速度为v2,牵引力为F1=2×103N,
(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大,当汽车速度为v2,阻力等于牵引力,阻力f=F1=2×103N,由牛顿第二定律得
(4)与B点对应的速度为
,当汽车的速度为10m/s时处于图线BC段,故此时的功率为最大P=3×104W;
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,质量分别为m1、m2的A、B两小球分别连在弹簧两端,B端用细线固定在倾为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A、B两球的加速度分别为( )
A.都等于
B.和0
C.和0
D.0和
参考答案:在剪断绳子之前,A处于平衡状态,所以弹簧的拉力等于A的重力沿斜面的分力相等.在剪断上端的绳子的瞬间,绳子上的拉力立即减为零,而弹簧的伸长量没有来得及发生改变,故弹力不变仍为A的重力沿斜面上的分力.故A球的加速度为零;
在剪断绳子之前,对B球进行受力分析,B受到重力、弹簧对它斜向下的拉力、支持力及绳子的拉力,在剪断上端的绳子的瞬间,绳子上的拉力立即减为零,对B球进行受力分析,则B受到到重力、弹簧的向下拉力、支持力.所以根据牛顿第二定律得:
aB=m1gsin30°+m2gsin30°m2=m1+m22m2g
故选:D
本题解析:
本题难度:简单
3、填空题 为了测量小木板和斜面间的动摩擦因数,某同学设计了如下的实验.在小木板上固定一个弹簧秤(弹簧秤的质量可不计),弹簧秤下吊一个光滑小球.将木板连同小球一起放在斜面上.如图所示,木板固定时,弹簧秤的示数为F1,放手后木板沿斜面下滑,稳定时弹簧秤的示数是F2,测得斜面的倾角为θ.由测量的数据可以计算出小木板跟斜面间动摩擦因数为______.
参考答案:设小球的质量为m,木扳与小球的总质量为M,木板与斜面间的动摩擦因数为?,由题意得:
? F1=mgsinθ ①
放手后,木板和小球沿斜面向下匀加速运动,由牛顿第二定律得:
? Mgsinθ-?Mgcosθ=Ma ②
对小球有:mgsinθ-F2=ma ③
解①②③得 μ=F2F1tanθ
故答案为:μ=F2F1tanθ
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 (10分)如图所示,质量为m的小球自由下落d后,沿竖直面内的固定轨道ABC运动,AB是半径为d的四分之一粗糙圆弧,BC是直径为d的光滑半圆弧,B是轨道的最低点,小球运动到C点对轨道的压力恰为零。求小球在AB圆弧上运动过程中,克服摩擦力做了多少功?

参考答案:
本题解析:小球在C点:
?(2分)
?(2分)
从出发点到C点小球由动能定理
?(2分)
所以
?(2分)
克服阻力做功为
?(2分)
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,传送带的两个轮子半径均为r=0.2m,两个轮子最高点A、B在同一水平面内,A、B间距离L=5m,半径R=0.4的固定、竖直光滑圆轨道与传送带相切于B点,C点是圆轨道的最高点。质量m=0.1kg的小滑块与传送带之间的动摩擦因数u=0.8。重力加速度g=10m/s2。求:

(1)传送带静止不动,小滑块以水平速度v0滑上传送带,并能够运动到C点,v0至少多大?
(2)当传送带的轮子以ω=10rad/s的角速度匀速转动时,将小滑块无初速地放到传送带上的A点,小滑块从A点运动到B点的时间t是多少?
(3)传送带的轮子以不同的角速度匀速转动,将小滑块无初速地放到传送带上的A点, 小滑块运动到C点时,对圆轨道的压力大小不同,最大压力Fm是多大?
参考答案:
?m/s? 2.75s? 5N
本题解析:(1)设小滑块能够运动到C点,在C点的速度至少为vc,则


解得v0=
m/s?
(2)设传送带运动的速度为v1,小滑块在传送带上滑动时加速度是a,滑动时间是t1,滑动过程中通过的距离是x,则v1=rω
ma=μmg
v1=at1

解得v1=2m/s,a=4m/s2,t1=0.5s,x="0.5m"
由于x<L,所以小滑块还将在传送带上与传送带相对静止地向B点运动,设运动时间为t2,则
L-x= v1t2
解得t2=2.25s
则t= t1+t2=2.75s
(3)轮子转动的角速度越大,即传送带运动的速度越大,小滑块在传送带上加速的时间越长,达到B点的速度越大,到C点时对圆轨道的压力就越大。小滑块在传送带上一直加速,达到B点的速度最大,设为vBm,对应到达C点时的速度为vcm,圆轨道对小滑块的作用力为F,则



Fm=F
解得Fm=5N
本题难度:一般