1、简答题 如图所示,质量为M=0.7kg的靶盒位于光滑水平导轨上.在O点时,恰能静止,每当它离开O点时便受到一个指向O点的大小恒为F=50N的力.P处有一固定的发射器,它可根据需要瞄准靶盒.每次发射出一颗水平速度v0=50m/s,质量m=0.10kg的球形子弹(它在空中运动过程中不受任何力的作用).当子弹打入靶盒后,便留在盒内不反弹也不穿出.开始时靶盒静止在O点.今约定,每当靶盒停在或到达O点时,都有一颗子弹进入靶盒内.
(1)当第三颗子弹进入靶盒后,靶盒离开O点的最大距离为多少?第三颗子弹从离开O点到又回到O点经历的时间为多少?
(2)若P点到O点的距离为S=0.20m,问至少应发射几颗子弹后停止射击,才能使靶盒来回运动而不会碰到发射器?
参考答案:(1)第一颗子弹进入靶盒过程,系统动量守恒,设射入后获得速度v1,则有mv0=(M+m)v1
得:v1=mM+mv0…①
由于恒力作用又回到O点的过程,F做功为零,所以靶盒回到O点时,速度大小仍为v1,但方向相反.第二颗子弹射靶后,设速度为v2,
则有:mv0-(M+m)v1=(M+2m)v2=0…②
当第三颗子弹射入后,设靶盒的速度为v3,则有mv0=(M+3m)v3
得:v3=mM+3mv0…③
此后靶盒克服F向右运动,至速度减为零时,离开O点的距离最大,设为S3,由动能定理有
FS3=12(M+3m)v23…④
S3=(M+3m)v232F…⑤
由③、⑤式代入数据得S3=0.25m…⑥
与第一颗子弹射入后的过程类似,第三颗子弹返回O点时速度大小仍为v3,但方向左.设这一过程中加速度为a,往返时间为t.
由牛顿第二定律?a=FM+3m…⑦
由运动学公式,有-v3=v3-at…⑧
由③、⑦、⑧式代入数据得t=0.2s…⑨
(2)由以上计算可见,每当奇数颗子弹射入靶后,靶都会开始运动,而偶数颗子弹射入靶后靶盒都会停止运动,所以射入子弹数必须为奇数,才能使停止射击后,靶盒能往复运动,设为n颗,
则:mv0=(M+nm)vn…⑩
FS?>12(M+nm)v2n…(11)
由⑩、(11)代入数据得n>5.5? 取n=7(颗)
答:(1)当第三颗子弹进入靶盒后,靶盒离开O点的最大距离为0.25m,第三颗子弹从离开O点到又回到O点经历的时间为0.2s.
(2)若P点到O点的距离为S=0.20m,问至少应发射7颗子弹后停止射击,才能使靶盒来回运动而不会碰到发射器.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图为粮袋的传递装置.已知AB长度L,传送带与水平方向的夹角为θ.工作时运行速度为V,粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ.正常工作时工人在A端将粮袋放到运行中的传送带上,关于粮袋从A到B的运动,以下说法正确的是( )
(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
A.粮袋从A到B的可能一直是做加速运动
B.粮袋开始运动时的加速度为g(sinθ-μcosθ)
C.粮袋到达B端的速度可能大于V
D.不论μ大小如何粮袋从A到B一直匀加速运动.且a>gsinθ
参考答案:A、粮袋放上传送带后,所受的摩擦力沿传送带向下,做匀加速直线运动,可能从A到B一直做匀加速直线运动,即到达B速度还未达到v.故A正确.
B、粮袋开始运动时的摩擦力方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律得,a=mgsinθ+μmgcosθm=gsinθ+μgcosθ.故B错误.
C、粮袋在运动的过程中,可能达到传送带速度后,由于重力的分力大于滑动摩擦力,则速度相等后,摩擦力沿斜面向上,继续做匀加速运动,则到达B端的速度大于v.故C正确.
D、若重力沿传送带方向的分力小于最大静摩擦力,则粮袋的速度与传送带速度相等后,一起做匀速直线运动.故D错误.
故选:AC.
本题解析:
本题难度:简单
3、选择题 一物体受一对平衡力作用而静止.若其中向东的力先逐渐减小至0,后又逐渐恢复到原来的数值.则该物体( )
A.速度方向向东,速度大小不断增大,增至最大时方向仍不变
B.速度方向向西,速度大小不断增大,增至最大时方向仍不变
C.速度方向向东,速度大小先逐渐增大,后逐渐减小到0
D.速度方向向西,速度大小先不断增大,后逐渐减小到0
参考答案:A、B、根据共点力的平衡的条件可知,当向东的一个力F的值逐渐减小到零时,其余力的合力的大小由零逐渐的增加到F,所以物体将在合力的作用下开始向西运动,当F的大小逐渐恢复到原值的时候,物体的合力的大小又逐渐减小到零,此时物体的加速度的大小也减小为零,但是物体有了向西的速度,之后物体将一直向西运动,所以A错误,B正确;
C、D、根据物体的受力情况,由牛顿第二定律可知,物体的加速度先增大后减小,由于物体一直由向西的加速度,所以物体的速度大小一直在增加,知道最后做匀速运动,所以CD错误.
故选:B.
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 如图(a),质量m=1kg的物体沿倾角θ=37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速v成正比,比例系数用k表示,物体加速度a与风速v的关系如图(b)所示。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)比例系数k。

参考答案:解:(1)对初始时刻:mgsinθ-μmgcosθ=ma0
μ=
=0.25
(2)对末时刻:mgsinθ-μN-kvcosθ=0,N=mgcosθ+kvsinθ
k=
=0.84kg/s
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 有一质量为m的木块,从半径为r的圆弧曲面上的a点滑向b点,如图所示.如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变,则以下叙述正确的是?(?)

A.木块的加速度不变
B.木块所受的合外力为零
C.木块所受的力都不对其做功
D.木块所受的合外力不为零,但合外力对木块所做的功为零
参考答案:D
本题解析:
试题分析:木块沿曲面运动,速率不变,加速度的方向变了,所以A错;木块做曲线运动,合力不为0,所以B错;重力和摩擦力都对木块做了功,所以C错,木块速率不变,由动能定理可知,合外力对木块做功为0,所以D正确。
本题难度:一般