1、计算题 如图所示,质量m=60kg的高山滑雪运动员,从A点由静止开始沿滑雪道滑下并从B点水平飞出,最后落在雪道上的C处。已知AB两点间的高度差为h=25m,BC段雪道与水平面间倾角θ=37°,B、C两点间的距离为x=75m,
,取g=10m/s2

求:
(1)运动员从B点水平飞出时的速度大小;
(2)运动员从A点到B点的过程中克服阻力做的功。
参考答案:(1)vB=20m/s(2)3000J
本题解析:(1)运动员由B到C做平抛运动,设运动时间为t,有:
竖直方向:
?①
水平方向:
?②
联解①②并代入数据得:vB=20m/s?③
(2)运动员从A到B过程,由动能定理有:
?④
联解③④并代入数据得:
?⑤
所以运动员克服阻力所做的功为3000J?⑥
点评:解决平抛运动的问题思路是分解,即研究水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体.动能定理的应用范围很广,可以求速度、力、功等物理量,特别是可以去求变力功.
本题难度:一般
2、简答题 如图所示,用与水平成53°的力F将质量为m=6kg的静止物体从水平面上的A点拉到B点,AB=15m,物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5.然后撤去水平力,物体冲上高为H=5m的光滑的斜面BC,水平面与斜面间有很小的光滑圆弧相接,物体冲到斜面顶时速度恰减小到零.求:
(1)物体在B点的速度大小;
(2)F的大小.(sin37°=0.6?cos37°=0.8)
参考答案:(1)B→C过程,由动能定理得:
-mgH=0-12mvB2,解得:vB=
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上。质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动,物块和小车之间的摩擦力为Ff。物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为l。在这个过程中,以下结论正确的是

[? ]
A.物块到达小车最右端时具有的动能为(F-Ff)(L+l)
B.物块到达小车最右端时,小车具有的动能为Ffl
C.物块克服摩擦力所做的功为Ff(L+l)
D.物块和小车增加的机械能为Fl
参考答案:ABC
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 某人欲将质量m=2.0×102kg的货箱推上高h=1.0m的卡车,他使用的是一个长L=5.0m的斜面(斜面与水平面平滑连接),如图所示.假设货箱与水平面和斜面的动摩擦因数均为μ=0.10,此人沿平行于地面和斜面对货箱所施的最大推力均为Fm=4.0×102N.为计算方便可认为cosθ≈1,g取10m/s2.
(1)通过计算说明此人从斜面底端,用平行于斜面的力不能把货箱匀速推上卡车;
(2)此人要把货箱推上卡车,需要先在水平地面上推动货箱做加速运动,使货箱在斜面的底端?A处具有一定的速度,接着继续用平行于斜面最大推力Fm推货箱.为把货箱推到斜面顶端的卡车上,货箱在斜面底端的速度至少为多大?
(3)此人先以水平力,后以平行于斜面的力推货箱,推力大小总是Fm,那么,把静止于地面的货箱从水平面推到卡车上至少需做多少功?
参考答案:(1)设货箱与斜面间的滑动摩擦力为f,斜面对货箱的支持力为N,斜面倾角为θ,平行于斜面用力把货箱匀速推上卡车用力为F,则:
f=μN
N=mgcosθ
F=f+mgsinθ
F=6.0×102N
因为Fm小于需要的推力6.0×102N,所以不能把货箱匀速推上卡车.
(2)欲求货箱在斜面低端的最小速度,则可设货箱到达斜面顶端时速度为零.设货箱在斜面上做匀减速运动的加速度大小为a1,货箱在斜面底端时速度至少为v,根据牛顿第二定律:
mgsinθ+μmgcosθ-Fm=ma1
解得:
a1=1.0?m/s2
根据运动学公式有:v2=2a1L
解得:v=
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 (21分)如图所示,在绝缘水平面上的P点放置一个质量为
kg的带负电滑块A,带电荷量
C.在A的左边相距
m的Q点放置一个不带电的滑块B,质量为
kg,滑块B距左边竖直绝缘墙壁s=0.15m.在水平面上方空间加一方向水平向右的匀强电场,电场强度为
N/C,使A由静止释放后向左滑动并与B发生碰撞,碰撞的时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动,与墙壁发生碰撞时没有机械能损失,两滑块都可以视为质点.已知水平面OQ部分粗糙,其余部分光滑,两滑块与粗糙水平面OQ间的动摩擦因数均为μ=0.50,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2.求:

(1)A经过多少时间与B相碰?相碰结合后的速度是多少?
(2)AB与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中,离开墙壁的最大距离是多少?
(3)A、B相碰结合后的运动过程中,由于摩擦而产生的热是多少?通过的总路程是多少?
参考答案:(1)
m / s
(2)
m
(3)Q=0.18J,
m
本题解析:(1)由于PQ部分光滑,滑块A只在电场力作用下加速运动,设经时间t与B相碰,A与B相遇前的速度大小为v1,结合后的共同速度大小为v2,则
? ·(2分)
·(2分)
解得
s·(1分)
m / s
滑块A、B碰撞的过程中动量守恒,即
·(2分)
m / s·(1分)
(2)两滑块共同运动,与墙壁发生碰撞后返回,第一次速度为零时,两滑块离开墙壁的距离最大,设为
,在这段过程中,由动能定理得
·(2分)解得
m·(1分)
(3)由于
N,
N,
,即电场力大于滑动摩擦力,AB向右速度为零后在电场力的作用下向左运动,最终停在墙角O点处,设由于摩擦而产生的热为Q,由能量守恒得
J···(2分)
设AB第二次与墙壁发生碰撞后返回,滑块离开墙壁的最大距离为
,假设L2<s,在这段过程中,由动能定理得
?解得L2≈0.064m
L2<s=0.15m,符合假设,即AB第二次与墙壁发生碰撞后返回停在Q点的左侧,以后只在粗糙水平面OQ上运动。···(2分)
设在粗糙水平面OQ部分运动的总路程s1,则
·(2分)s1=0.6m·(1分)
设AB相碰结合后的运动过程中通过的总路程是s2,则
(2分)?
m(1分)
本题难度:一般