1、计算题 如图,半径为的四分之一光滑圆弧轨道固定在竖直面内,最低点与长的水平轨道相切于点。离地面高,点与一倾角为的光滑斜面连接。质量的小滑块从圆弧顶点由静止释放,滑块与BC间的动摩擦因数。取。求:(1)小滑块刚到达圆弧的点时对圆弧的压力;(2)小滑块到达点时的速度大小;(3)小滑块从点运动到水平面所需的时间。
参考答案:(1),向下?(2)?(3)
本题解析:解答:解:(1)设小滑块运动到B点的速度为vB,由机械能守恒定律有:mgR=mvB2?
由牛顿第二定律有,F-mg=m,联立?上式解得:F=30N?,压力方向向下?
(2)设小滑块运动到C点的速度为vC,由动能定理有:mgR-?mgL=mvC2?
解得小滑块在C点的速度,vC=4?m/s?
(3)小滑块平抛到地面的水平距离,s=vCt=vC=1.2m?,?
斜面底宽d=hcotθ=0.45m?,?因为S>d,所以小滑块离开C点将落在水平地面上,小滑块在空中的飞行时间即为小滑块平抛运动所用时间t==0.3s?
答:(1)小滑块刚到达圆弧的点时对圆弧的压力大小为30N,方向向下;
(2)小滑块到达点时的速度大小为4?m/s
(3)小滑块从点运动到水平面所需的时间0.3s.
点评:本题关键是分析清楚物体的运动情况,然后根据动能定理、平抛运动知识、牛顿第二定律、向心力公式列式求解.
本题难度:简单
2、简答题 如图7所示,传送带AB段是水平的,长20 m,传送带上各点相对地面的速度大小是2 m/s,某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。现将该物块轻轻地放在传送带上的A点后,经过多长时间到达B点?(g取)
参考答案:11s
本题解析:物块放到A点后先在摩擦力作用下做匀加速直线运动,速度达到2m/s后,与传送带一起以2m/s的速度直至运动到B点。
本题难度:一般
3、填空题 一物体在空气中由静止下落,若物体下落时受到的空气阻力与它的速度平方成正比,即f=kv2.已知当物体的速度达到40m/s后就匀速下落,此时空气阻力______重力(填“大于”、“等于”或“小于”);当它的速度为10m/s时,则物体下落的加速度为______.
参考答案:当物体匀速下落时,重力与空气阻力平衡,大小相等,
?即有 mg=kv12? ①
当物体的速度为10m/s时,空气阻力大小为kv22.由牛顿第二定律得
? mg-kv22=ma? ②
将①代入②得
? mg-mgv21?v22=ma
得到? a=g(1-v22v21)=9.375m/s2
故答案为:等于;9.375m/s2
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 如图甲所示,一个足够长的“L”形金属导轨NMPQ固定在水平面内,MN、PQ两导轨间的宽度为L=0.50m.一根质量为m=0.50kg的均匀金属导体棒ab横跨在导轨上且接触良好.abMP恰好围成一个正方形.该轨道平面处在磁感强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中.ab棒与导轨间的最大静摩擦力和滑动摩擦力均为fm=1.0N,ab棒的电阻为R=O.10Ω.其他各部分电阻均不计.开始时磁感强度B0=0.50T.
(1)若从某时刻(t=O)开始,调节磁感强度的大小使其以△B/△t=0.20T/s的变化率均匀增加.求经过多长时间ab棒开始滑动?此时通过ab棒的电流大小和方向如何?
(2)若保持磁感强度B0的大小不变.从t=0时刻开始,给ab棒施加一个水平向右的拉力,使它以a=4.0m/s2的加速度匀加速运动.推导出此拉力T的大小随时间变化的函数表达式.并在图乙所示的坐标图上作出拉力T随时间t变化的T-t图线.
参考答案:
(1)当棒ab所受的安培力等于最大静摩擦力时,棒刚开始运动,则有
? fm=F=ILB?①
?B=B0+△B△tt?②
?根据法拉第电磁感应定律得:E=△Φ△t=L2?△B△t?②
? I=ER?④
联立①~④解得?t=17.8s,
此时通过ab棒的电流大小为I=0.5A,由楞次定律判断可知,I的方向b→a.
(2)根据牛顿第二定律得:T-FA-f=ma?
其中安培力FA=B0IL,I=B0LvR,v=at
得FA=B20L2atR
∴T=B20L2atR+ma+f?
代入解得 T=(3+2.5t)N?
作出T-t图象如图所示.
答:
(1)经过17.8s时间ab棒开始滑动,此时通过ab棒的电流大小为0.5A,方向b→a.
(2)拉力T的大小随时间变化的函数表达式为T=(3+2.5t)N,作出T-t图象如图所示.
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 均匀木板AB长L=1.6m,质量M=2kg,如图所示,转轴0距地面高度h=0.6m,木板AO部分长L=1m.有一滑块质量m=1kg,以初速度V0=8m/s沿木板上滑.滑块与木板间动摩擦因数μ=0.5,g取10m/求:
(1)滑块滑到什么位置时,木板开始翻动?
(2)翻转时滑块的速度多大?
(3)滑块从起始时刻到木板翻转时刻用的时间?
参考答案:(1)1.4m?(2)6m/s?(3)0.2s
本题解析:
:
本题难度:一般