1、计算题 如图所示,倾角为θ的斜面上只有AB段粗糙,其余部分都光滑,AB段长为3L.有若干个相同的小方块沿斜面靠在一起,但不粘接,总长为L.将它们由静止释放,释放时下端距A为2L.当下端运动到A下面距A为L/2时物块运动的速度达到最大.(单独研究一个小方块时可将其视为质点)

① 求物块与粗糙斜面的动摩擦因数;
② 求物块停止时的位置;
③ 要使所有物块都能通过B点,由静止释放时物块下端距A点至少要多远?
参考答案:(1)μ=2tanθ;(2)物块的下端停在B端;(3)s=3L
本题解析:
试题分析: (1)当整体所受合外力为零时,整体速度最大,设整体质量为m,则
?
得μ=2tanθ
(2)设物块停止时下端距A点的距离为x,根据动能定理
?
解得x=3L?
即物块的下端停在B端?
(3)设静止时物块的下端距A的距离为s,物块的上端运动到A点时速度为v,根据动能定理
?
物块全部滑上AB部分后,小方块间无弹力作用,取最上面一块为研究对象,设其质量为m0,运动到B点时速度正好减到0,根据动能定理
?得s=3L
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,一位质量m=60?kg、参加“挑战极限运动”的业余选手,要越过一宽为x=2.5?m的水沟后跃上高为h=2.0?m的平台.他采用的方法是:手握一根长L=3.25?m的轻质弹性杆一端,从A点由静止开始匀加速助跑,至B点时杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着?杆发生形变,同时人蹬地后被弹起,到达最高点时杆处于竖直状态,人的重心在杆的顶端,此刻人放开杆水平飞出并趴落到平台上,运动过程中空气阻力可忽略不计. ? ?
(1)设人到达B点时速度vB=8?m/s,人匀加速运动的加速度a=2?m/s2,求助跑距离xAB;
(2)人要最终到达平台,在最高点飞出时刻的速度应至少多大?(g=10?m/s2)
(3)设人跑动过程中重心离地高度H=0.8?m,在(1)、(2)两问的条件下,在B点人蹬地弹起瞬间应至少再做多少功?

参考答案:解:(1)由运动学公式vB2=2axAB,可得xAB=
=16 m
(2)设人在最高点最小速度为v,人做平抛运动过程,有L-h=
gt2,x=vt
解得v=x·
=5 m/s
(3)人从B点至最高点过程,由动能定理得W-mg(L-H)=
mv2-
mvB2
解之W=mg(L-H)+
mv2-
mvB2=300 J
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,A、B两小球质量分别为mA=0.05kg、mB=0.lkg,用一根长为L=1.0rn的细绳连接,细绳是不能伸长的轻绳,A球套在一根斜放的粗糙杆上,杆与水平面夹角θ=300。起始,同时给A、B一个方向沿杆向下、大小相同的初速度,此后观察到A、B连线保持竖直。当A球运动到P点时,碰到钉子突然停下,B球继续运动,但沿绳方向的速度瞬间消失,只剩下垂直绳方向的速度,B球恰好能不与杆相碰,不计空气阻力,已知OP间的竖直高度为向h= l.0m,g取10m/s2,求:

(1)A与杆接触面间的动摩擦因数μ。
(2)初速度v0的大小。
(3)整个过程中系统损失的机械能ΔE。
参考答案:(1)
?(2)
?(3)
本题解析:(1)OP段,系统处于平衡状态,则


(2)A停止运动时,B以A为圆心沿切向一分速度
摆起,法向分速度为
即时突变为零,如图所示,
则
摆起过程,根据动能定理
解得:
(3)根据能量守恒:
代入数据得:
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,在游乐节目中,要求选手从高为H的平台上A点由静止出发,沿着动摩擦因数为μ的滑道向下运动到B点后水平滑出,最后刚好落到水池中的浮台上.设滑道可以伸缩,其水平距离为L,B点的高度h可由选手自由调节(取g=10m/s2).要求:

(1)选手到达B点的速度表达式;
(2)试证明选手落到浮台上的速度大小与B点的高度h无关;
(3)同学甲认为B点的高度h越大,选手在空中飞越的时间越长,在浮台上的落点距岸边C越远;同学乙认为B点的高度h越小,选手到达B点的水平速度越大,在浮台上的落点距岸边C越远,请通过推算说明你的观点.
参考答案:(1)由A运动到B过程,设滑道倾角为θ,
则由牛顿第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ=ma
又:vB2-0=2aLcosθ
且:tanθ=H-hL
解得:vB=
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,摩托车运动员从高度h=5m的高台上水平飞出,跨越L=10m的壕沟。摩托车以初速度v0从坡底冲上高台的过程历时t=5s,发动机的功率恒为P=1.8kW。已知人和车的总质量为m=180kg(可视为质点),忽略一切阻力。取g=10m/s2。
(1)要使摩托车运动员从高台水平飞出刚好越过壕沟,求他离开高台时的速度大小。
(2)欲使摩托车运动员能够飞越壕沟,其初速度v0至少应为多大?
(3)为了保证摩托车运动员的安全,规定飞越壕沟后摩托车着地时的速度不得超过26m/s,那么,摩托车飞离高台时的最大速度vm应为多少?
参考答案:(1)
(2)
(3)24m/s
本题解析:(1)摩托车运动员由高台水平飞出后由平抛运动规律:
水平方向
?①
竖直方向
?②
联立①②得
?
(2) 摩托车运动员由坡底冲上高台,根据动能定理
?③
将
m/s代入到③得
m/s?
(3)从高台水平飞出到地面,由机械能守恒定律
?④
解得
24m/s
点评:要求我们能根据不同的过程选用不同的物理规律;对于平抛等只受重力的运动过程,优先采用机械能守恒定理.
本题难度:一般