1、选择题 水平桌面上质量为1kg的物体受到2N的水平拉力,产生1.5m/s2的加速度。若水平拉力增至4N,则物体将获得的加速度为(?)
A.2.5 m/s2
B.3.5 m/s2
C.4m/s2
D.3 m/s2
参考答案:B
本题解析:分析物体的受力,根据牛顿第二定律:
,2-f=1.5×1,解得f=0.5N
当力增加至4N时:
,代入数据,解得
3.5 m/s2
所以选B。
本题难度:简单
2、简答题 如图所示,一质量M=3.0kg、足够长的木板B放在光滑的水平面上,其上表面放置质量m=l.0kg的小木块A,A、B均处于静止状态,A与B间的动摩擦因数?=0.30,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.现给木块A施加一随时间t变化的水平力F=kt(k=2.0N/s),取g=10m/s2.
(1)若木板B固定,则经过多少时间木块A开始滑动?
(2)若木板B固定,求t2=2.0s时木块A的加速度大小.
(3)若木板B不固定,求t3=1.0S时木块A受到的摩擦力大小.

参考答案:(1)当木板固定时,A开始滑动瞬间,水平力F与最大静摩擦力大小相等,则:
F=f=μmg
设经过t1时间A开始滑动,则:F=kt1
t1=μmgk=0.3×1×102s=1.5s
(2)t=2s时,有:
F=kt=2×2N=4N
有牛顿第二定律有:F-μmg=ma
a=F-μmgm=4-0.3×1×101m/s2=1m/s2
(3)在t=1s时水平外力为:F=kt=2×1N=2n
由于此时外力小于最大静摩擦力,两者一定不发生相对滑动,故一起做匀加速运动,以整体为研究对象,有牛顿第二定律可得:
F=(m+M)a′
a′=FM+m=21+3m/s2=0.5m/s2
对A受力分析为:F-f=ma′
f=F-ma′=2-1×0.5N=1.5N
答:(1)若木板B固定,则经过1.5s木块A开始滑动
(2)若木板B固定,求t2=2.0s时木块A的加速度大小为1m/s2.
(3)若木板B不固定,求t3=1.0S时木块A受到的摩擦力大小为1.5N.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 (18分)如图所示,半径为
的 1/4光滑圆弧轨道最低点D与水平面相切,在D点右侧
处用长为
的细绳将质量为
的小球B(可视为质点)悬挂于O点,小球B的下端恰好与水平面接触,质量为
的小球A(可视为质点)自圆弧轨道C的正上方H高处由静止释放,恰好从圆弧轨道的C点切入圆弧轨道,已知小球A与水平面间的动摩擦因数
,细绳的最大张力
,重力加速度为
,试求:
?
(1)若
,小球A到达圆弧轨道最低点D时所受轨道的支持力;
(2)试讨论
在什么范围内,小球A与B发生弹性碰撞后细绳始终处于拉直状态。
参考答案:(1)
,方向竖直向上。(2)
和
本题解析:
试题分析: (1)设小球运动到D点的速度为
对小球在从静止上落到D点时,由机械能守恒定律:
?①
在D点由牛顿第二定律:
?②
由①②得
,方向竖直向上。
(2)设A与B碰前速度为
,碰后A的速度为
,B的速度为
,
则A与B碰撞过程有:
?③
弹性碰撞满足机械能守恒:
?④
由③④得A、B在碰撞过程中会发生速度交换。
,
?⑤
A在由静止到碰撞前过程由动能定理有:
?⑥
若碰后B能在竖直平面内做完整的圆周运动,则细绳始终处于拉直状态,设小球B在最高处速度为
,
则在最高处有:
,得
?⑦
小球B在最低点时细绳受力最大,则有
?⑧
小球B从最低点到最高点由动能定理有:
?⑨
联立①④⑤⑥⑦⑧⑨解得:
?⑩
若A与B碰后B摆动的最大高度小于
,则细绳也始终处于拉直状态,
则根据机械能守恒有:
?
要保证A与B能发生碰撞,则
?
联立①④⑤⑥?解得:
?
故小球A与B发生弹性碰撞后细绳始终处于拉直状态的
范围:
和
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,一个质量为65kg的消防员沿杆匀速下滑,在竖直方向消防员的受力情况是( )
A.他受到竖直向下的重力为65N
B.他受到竖直向下的重力为6.5N
C.他受到竖直向上的摩擦力为650N
D.他受到竖直向下的摩擦力为650N