1、计算题 (13分)如图所示,传送带以一定速度沿水平方向匀速运动,将质量m=1.0kg的小物块轻轻放在传送带上的P点,物块运动到A点后被水平抛出,小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑.B、C为圆弧的两端点,其连线水平,轨道最低点为O,已知圆弧对应圆心角θ=106°,圆弧半径R=1.0m,A点距水平面的高度h=0.8m,小物块离开C点后恰好能无碰撞地沿固定斜面向上滑动,经过 0.8s小物块经过D点,已知小物块与斜面间的动摩擦因数μ=.(取sin53°=0.8,g=10m/s2)求:
?
(1)小物块离开A点时的水平速度大小;
(2)小物块经过O点时,轨道对它的支持力大小;
(3)斜面上C、D间的距离.
参考答案:(1) vA=3m/s? (2) FN=43N? (3) 0.98m.
本题解析:(1)对于小物块,由A到B做平抛运动,在竖直方向上有
=2gh①
在B点时有tan
=
②
由①②解得vA=3m/s
(2)小物块在B点的速度为vB=
=5m/s
由B到O由动能定理(或机械能守恒定律)得
mgR(1-sin37°)=
m
-
m
由牛顿第二定律得FN-mg=m
解得FN=43N
(3)物块沿斜面上滑时,有mgsin53°+μmgcos53°=ma1
vC=vB=5m/s
小物块由C上升到最高点的时间为t1=
=0.5s
则小物块由斜面最高点回到D点历时
t2=0.8s-0.5s=0.3s
小物块沿斜面下滑时,由牛顿第二定律得
mgsin53°-μmgcos53°=ma2
C、D间的距离为xCD=
t1-
a2
?=0.98m.
本题难度:一般
2、计算题 (14分)
质量为
的物体在水平推力
的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去
,其运动的
图像如图所示。
取
,求:

(1)物体与水平面间的运动摩擦系数
;?
(2)水平推力
的大小;
(3)
内物体运动位移的大小。
参考答案:解:(1)?
?
(2)?
(3)46m
本题解析:解:(1)设物体做匀减速直线运动的时间为
、初速度为
、
末速度为
、加速度为
,则
?①
设物体所受的摩擦力为
,根据牛顿第二定律,有
?②
?③
联立②③得
?④
(2)设物体做匀加速直线运动的时间为
、初速度为
、末速度为
、加速度为
,则
?⑤
根据牛顿第二定律,有
?⑥
联立③⑥,得:

(3)解法一:由匀速直线运动位移公式,得

解法二:根据
图象围成的面积,得

本题难度:一般
3、简答题 一质量m=1000kg的汽车在水平路面上从静止开始匀加速启动,t=5s时行驶的距离x=25m,求:
(1)汽车在前5s的加速度大小a
(2)假设汽车发动机提供的牵引力F=2200N,求汽车在前5s受到的阻力大小f(假设前5s阻力大小不变).

参考答案:汽车做初速度为零的匀加速直线运动,
已知t=5s,x=25m,
汽车的加速度:a=2xt2=2×2552=2m/s2;
(2)汽车受力如图所示,

由牛顿第二定律得:F合=F-f=ma,
阻力:f=F-ma=2200-1000×2=200N;
答:(1)汽车的加速度为2m/s2;(2)汽车受到的阻力为200N.
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图2-2所示水平放置的粗糙的长木板上放置一个物体m,当用于缓慢抬起一端时,木板受到的压力和摩擦力将怎样变化?

参考答案:抬起木板的过程中,摩擦力的变化是先增加后减小。压力一直减小。
本题解析:错解以木板上的物体为研究对象。物体受重力、摩擦力、支持力。因为物体静止,则根据牛顿第二定律有


错解一:据式②知道θ增加,f增加。
错解二:另有错解认为据式②知θ增加,N减小则f=μN说明f减少。
【错解原因】错解一和错解二都没能把木板缓慢抬起的全过程认识透。只抓住一个侧面,缺乏对物理情景的分析。若能从木块相对木板静止入手,分析出再抬高会相对滑动,就会避免错解一的错误。若想到f=μN是滑动摩擦力的判据,就应考虑滑动之前怎样,也就会避免错解二。
【分析解答】以物体为研究对象,如图2-3物体受重力、摩擦力、支持力。物体在缓慢抬起过程中先静止后滑动。静止时可以依据错解一中的解法,可知θ增加,静摩擦力增加。当物体在斜面上滑动时,可以同错解二中的方法,据f=μN,分析N的变化,知f滑的变化。θ增加,滑动摩擦力减小。在整个缓慢抬起过程中y方向的方程关系不变。依据错解中式②知压力一直减小。所以抬起木板的过程中,摩擦力的变化是先增加后减小。压力一直减小。
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,P为位于某一高度处的质量为m的小物块(可视为质点),B为位于水平地面上的质量为M的特殊长平板,m/M=1/10,平板B与地面间的动摩擦因数μ=0.020。在平板的表面上方,存在一定厚度的“相互作用区域”,如图中划虚线的部分,当物块P进入相互作用区时,B便有竖直向上的恒力F作用于P,已知F=kmg,k=51,F对P的作用刚好使P不与B的上表面接触;在水平方向上P、B之间没有相互作用力。已知物块P开始下落的时刻,平板B向右的速度为v0=10m/s,P从开始下落到刚到达“相互作用区域”所经历的时间为t0=2.0s。设B板足够长,取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。求:
(1)物块P从开始自由下落到再次回到初始位置所经历的时间;
(2)在这段时间内B所通过的位移的大小。

参考答案:解:(1)物体P从开始下落到进入作用区之前,P、B的加速度分别是aP=g,aB=-μg
P进入作用区后,P、B的加速度分别是

设P从进入相互作用区到距离木板最近点的过程所需时间为t,则有aPt0+aPt=0
则t=0.04s
故T=2(t0+t)=4.08s
(2)在P从开始下落到进入作用区的时间t0内,B物体做匀减速直线运动的末速度
v1=v0+aBt0=10-0.2×2=9.6m/s
在P进入到离开相互作用区的2t时间内,B的速度减到
v2=v1+2aBt=9.6-2×6.1×0.2×0.04m/s≈9.5m/s
在P从离开相互作用区到回到初位置的t0时间内,B匀减速到
v3=v2+aBt0=9.5-0.2×2m/s=9.1m/s
所以在这段时间内,B所通过的位移大小

本题解析:
本题难度:困难