1、简答题 一质量m=0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角θ=37°足够长的斜面,已知滑块上滑过程中的v-t图象如图所示.取sin37°=0.6.cos37°=0.8,g=10m/s2,求:
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)滑块返回斜面底端时的速度大小.
参考答案:(1)由图象可知,滑块的加速度:a=△v△t=101.0m/s2=10?m/s2
滑块冲上斜面过程中根据牛顿第二定律,有:mgsinθ+μmgcosθ=ma
代入数据解得:μ=0.5
即滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5.
(2)由匀变速直线运动的规律,滑块向上运动的位移:s=v22a=5?m
滑块下滑过程中根据牛顿第二定律,有:mgsinθ-μmgcosθ=ma2,解得:a2=2?m/s2
由匀变速直线运动的规律,滑块返回底端的速度:v=
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 光滑水平面上,一个质量为0.5kg的物体从静止开始受水平力而运动,在前5s内受到一个正东方向、大小为1N的水平恒力作用,第5s末该力撤去,改为受一个正北方向、大小为0.5N的水平恒力,作用10s时间,问:
(1)该物体在前5s和后10s各做什么运动?
(2)第15s末的速度大小及方向各是什么?
参考答案:(1)根据题意可知:前5s物体受到恒力作用,做匀加速直线运动,后10s物体的合力方向与速度方向垂直,故做匀变速曲线运动.
(2)a1=F1m=2m/s2,
? V1=a1t1=10m/s?(向东)?
?此后物体做曲线运动,可把此运动分解到正北和正东方向研究,正东做匀速直线运动,正北做匀加速直线运动,
? 正北方向有:a2=F2m=1m/s2
? ?v2=a2t2=10m/s?(向北)?
?所以? v=
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 光滑斜面AB与一粗糙水平面BC连接,斜面倾角θ=30°,质量m=2kg的物体置于水平面上的D点,DB间的距离d=7m,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,将一水平向左的恒力F=8N作用在该物体上,t=2s后撤去该力,不考虑物体经过B点点时的速度损失.求撤去拉力F后,经过多长时间物体经过B点?
参考答案:物体在水平面上运动过程:设撤去F前后物体的加速度大小分别为a1、a2,
由牛顿第二定律得:F-μmg=ma1,μmg=ma2,
代入解得a1=2m/s2,a2=2m/s2.
恒力F作用t=2s后物体的位移为x1=12a1t2=4m,
此时物体的速度为v=a1t1=4m/s
设撤去拉力F后,物体第一次经过B点的时间为t1,
则由d-x1=vt1-12a2t21
代入解得? t1=1s(另一解t1=3s,舍去,根据t1=3s,判断出物体到不了B点)
? 物体在斜面上运动过程:设加速度大小为a3,
则mgsin30°=ma3,a3=5m/s2.
由上可得物体滑到B点时速度大小为v0=v-a2t1=2m/s
则物体物体在斜面上滑行的总时间t2=2va3=0.8s
所以物体第二次经过B点的时间为t3=t1+t2=1.8s.
答:撤去拉力F后,物体两次经过B点,第一次时间为1s,第二次时间为1.8s.
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 一个做匀加速直线运动的物体,在头4s内经过的位移为24m,在第二个4s内经过的位移是60m。求这个物体的加速度和初速度各是多少?
参考答案:解:头4s内的位移
第2个4s内的位移
将x1=24m、x2=60m、t=4s代入上式,解得a=2.25m/s2,v0=1.5m/s
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 (15分)如图为俯视图,在一光滑水平面上建立x-y平面直角坐标系,有一质量为m的小木块从A点沿x轴方向以某初速度射出,A点离x轴距离为L,小木块沿y轴负方向始终受到恒力F1=F0.小木块的运动轨迹与x轴的交点B到y轴距离为s,当同时施加沿x轴负方向恒力F2时,小木块仍以原来初速度射出。其运动轨迹与x轴的交点C到y轴距离为
,不计空气阻力。

⑴求小木块初速度v0的大小;
⑵恒力F2的大小;
⑶若F2=-kv,v为小木块的速度.仍以原来的初速度射出小木块,发现小木块垂直x轴匀速通过.求此过程中F2对小木块所做的功。
参考答案:⑴v0=
;⑵F2=
;⑶W=
-
-F0L。
本题解析:⑴当木块仅受恒力F1作用时,设运动时间为t1,在x方向上做匀速运动,有:s=v0t1?①
在-y方向上做匀加速直线运动,有:L=
?②
由①②式联立解得:v0=
?③
⑵当木块又受到沿x轴负方向的恒力F2作用时,在x方向上将做匀减速直线运动,设运动时间为t2,根据匀变速直线运动位移公式有:
=v0t2-
?④
在-y方向上仍然做匀加速直线运动,有:L=
?⑤
由③④⑤式联立解得:F2=
⑶根据题意,F2=-kv,说明力F2的大小始终与木块的速度大小成正比、方向相反,而木块做变速运动,且起初运动轨迹为曲线,因此力F2的大小和方向起初均在变化,当木块垂直x轴匀速通过时,设其速度为v,根据平衡条件有:F0=kv?⑥
设在小木块从射出到通过x轴的过程中,F2对小木块所做的功为W,
根据动能定理有:F0L+W=
-
?⑦
由③⑥⑦式联立解得:W=
-
-F0L
本题难度:一般