1、计算题 (18分)如图所示,固定在水平地面上的工件,由AB和BD两部分组成,其中AB部分为光滑的圆弧,
AOB=37o,圆弧的半径R=0.5m;BD部分水平,长度为0.2m,C为BD的中点。现有一质量m=lkg,可视为质点的物块从A端由静止释放,恰好能运动到D点。(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求:

(1)物块运动到B点时,对工件的压力大小;
(2)为使物块恰好运动到C点静止,可以在物块运动到B点后,对它施加一竖直向下的恒力F,F应为多大?
(3)为使物块运动到C点时速度为零,也可先将BD部分以B为轴向上转动一锐角
,
应为多大?(假设物块经过B点时没有能量损失)
参考答案:(1) 14N;(2) 10N;(3) 37°。
本题解析:(1)物块在AB部分下滑的过程中,由动能定理mgR(1-cos37°)=
mv2,
在B点,由牛顿第二定律FN-mg=
,解得FN=14N。
由牛顿第三定律F压=FN=14N。
(2)物块在从A运动到D的过程中,由动能定理得
mgR(1-cos37°)-μ(mg+F)LBC=0
所以LBD=2LBC,解得F=10N。
(3)物块在从A经B运动到C的过程中,由动能定理
mgR(1-cos37°)-mgLBCsinθ-μmgLBCcosθ=0
代入数据得:1=sinθ+
cosθ,解得θ=37°。
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,与水平面成θ=37°的粗糙斜面与一光滑圆轨道相切于A点,斜面AB的长度s=2.3 m,动摩擦因数μ=0.5,圆轨道半径为R=0.6m。让质量为m=1kg物体(可视为质点)从B点以某一沿斜面向下的初速度释放,恰能沿轨道运动到圆轨道的最高点C,空气阻力忽略不计。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)求释放时的初动能;
(2)设物体从C点落回斜面AB上的P点,试通过计算判断P位置比圆心O高还是低.
参考答案:(1)9.2J(2)P位置比O点低
本题解析:(1)物体恰好能过轨道的最高点,则在C点的速度为
,(1)
A点距离圆环轨道最低端的高度为
(2)
根据动能定理可得:
(3)
联立可得
(2)如果恰好和圆心向平,则水平位移为
,
,算出

所以P位置比O点低
点评:本题是动能定理与牛顿定律的综合应用,关键在于研究过程的选择,中等难度.
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,在平直轨道做匀变速运动的车厢中,用轻细线悬挂一个小球,悬线与竖直方向保持恒定的夹角θ,则?
?
A.小车一定具有方向向左的加速度
B.小车一定做匀速直线运动
C.小车的加速度大小为gtanθ
D.小车的加速度大小为gcotθ
参考答案:C
本题解析:小球所受合力
,水平向右。A错。小车做匀变速直线运动,B错。小车与小球具有相同加速度
,C对D错。
本题难度:简单
4、简答题 杂技演员在进行“顶杆”表演时,顶杆演员A顶住一根质量可忽略不计的长竹竿.质量为m=30kg的演员B自竹竿顶部由静止开始下滑,滑到竹竿底端时速度恰好为零.为了研究下滑演员B沿杆的下滑情况,在顶杆演员A与竹竿底部之间安装了一个力传感器.由于竹竿处于静止状态,传感器显示的就是下滑演员B所受摩擦力的情况,如图所示.g=10m/s2.求:
(1)下滑演员B下滑过程中的最大速度;
(2)竹杆的长度.
参考答案:(1)以人为研究对象,人加速下滑过程中受重力mg和杆对人的作用力F1,由题图可知,人加速下滑过程中杆对人的作用力F1为180 N.
由牛顿第二定律得
mg-F1=ma,
则a=4 m/s2.
1s末人的速度达到最大,则v=at1=4 m/s.
(2)加速下降时位移为:s1=12at12=2 m.
减速下降时,由动能定理得(mg-F2)s2=0-12mv2,
代入数据解得s2=4m,
杆的长度s=s1+s2=6m.
答:(1)杆上的人下滑过程中的最大速度为4m/s;
(2)竹竿的长度为6m.
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,A、B为两个固定的等量的正电荷,在它们连线的中点处有一个可以自由运动的正电荷C,现给电荷C一个垂直于连线的初速度v0,若不计电荷C所受的重力,则关于电荷C运动过程中的速度和加速度情况,下列说法正确的是( )
A.加速度始终增大
B.加速度先增大后减小
C.速度始终增大
D.速度先增大后减小