1、简答题 (1)一物体静止在水平面上,它的质量是m,与水平面之间的动摩擦因数为μ.用平行于水平面的力F分别拉物体,得到加速度a和拉力F的关系图象如图所示.利用图象可求出这个物体的质量m.
甲同学分析的过程是:从图象中得到F=12N时,物体的加速度a=4m/s2,根据牛顿定律导出:m=
得:m=3kg
乙同学的分析过程是:从图象中得出直线的斜率为:k=tan45°=1,而K=,所以m=1kg
请判断甲、乙两个同学结论的对和错,并分析错误的原因.如果两个同学都错,分析各自的错误原因后再计算正确的结果.
(2)两颗靠得很近的天体,离其他天体非常遥远,靠相互吸引力一起以连线上某一点为圆心分别作圆周运动,从而保持两者之间的距离不变,这样的天体称为“双星’.现测得两星中心间距离为R,运动周期为T,求:双星的总质量.
设双星的质量分别为M1、M2.它们绕其连线上的O点以周期T作匀速圆周运动,由万有引力定律及牛顿第二定律得:G=M1()2R,G=M2()2R联立解得:M1+M2=…
请判断上述解法是否正确,若正确,请完成计算;若不正确,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果.
参考答案:(1)甲、乙两同学的分析都错.?
甲错在把水平力F当作合外力,而物块受摩擦力f=4N?
乙错在由于a轴和F轴的标度不同,斜率k不等于tan45°?
正确的求解是:由F-f=ma得:a=1mF-f
K=1m=0.5?m=2kg?
(2)解法错误,两星的转动半径不是R.
正确的解法为:设两星转动半径分别为x与(R-x)GM1M2R2=M1(2πT)2x
GM1M2R2=M2(2πT)2(R-x)
联立解得:M1+M2=4π2R3GT2
答:(1)甲、乙两同学的分析都错. 甲错在把水平力F当作合外力,而物块受摩擦力f=4N 乙错在由于a轴和F轴的标度不同,斜率k不等于tan45°.物体的质量为2kg.
(2)双星的总质量为4π2R3GT2.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 一列火车匀减速进站,停靠站台一段时间又匀加速驶出车站,图中描述这段时间内火车运动的v-t图象,正确的应是( )
A.

B.

C.

D.

参考答案:火车先做匀减速运动,速度减为0后静止一段时间,又匀加速运动.所以函数图象应分为3段,先匀减速运动,速度减为0后静止一段时间,再匀加速直线运动,
故选B.
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 每隔一定时间,从车站以同一加速度沿一笔直的公路开出一辆汽车,当第五辆车开始起动时,第一辆车已离站320m.此时第四辆车与第三辆车的距离是多大?
参考答案:第 四辆车与第三辆车的距离是(3/16)×320m=60m.
本题解析:作出5辆车的位置示意图如图所示

此时第5辆车的速度为0,由于车出发的时间间隔均相等,所以可倒过来看,5、4车之间,4、3车之间,3、2车之间,2、1车之间的间隔为1∶3∶5∶7,按此比例关系,不难算得此时第四辆车与第三辆车的距离是(3/16)×320m=60m.
本题难度:一般
4、简答题 如图所示为货场使用的传送带的模型,传送带倾斜放置,与水平面夹角为θ=37°,传送带AB长度足够长,传送皮带轮以大小为υ=2m/s的恒定速率顺时针转动.一包货物以υ0=12m/s的初速度从A端滑上倾斜传送带,若货物与皮带之间的动摩擦因数μ=0.5,且可将货物视为质点.
(1)求货物刚滑上传送带时加速度为多大?
(2)经过多长时间货物的速度和传送带的速度相同?这时货物相对于地面运动了多远?
(3)从货物滑上传送带开始计时,货物再次滑回A端共用了多少时间?(g=10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
参考答案:

(1)设货物刚滑上传送带时加速度为,货物受力如图所示:根据牛顿第二定律得
? ? 沿传送带方向:mgsinθ+Ff=ma1
? 垂直传送带方向:mgcosθ=FN
又Ff=μFN
由以上三式得:a1=g(sinθ+μcosθ)=10m/s2?方向沿传送带向下.
(2)货物速度从v0减至传送带速度v所用时间设为t1,位移设为x1,则有:
?t1=v-v0-a1=1s,x1=v0+v2t1=7m
(3)当货物速度与传送带速度时,由于mgsinθ>μmgcosθ,此后货物所受摩擦力沿传送带向上,设货物加速度大小为a2,则有mgsinθ-μcosθ=ma2,
? 得:a2=g(sinθ-μcosθ)=2m/s2,方向沿传送带向下.?
? 设货物再经时间t2,速度减为零,则t2=0-v-a2=1s?
? 沿传送带向上滑的位移x2=v+02t2=1m?
? 则货物上滑的总距离为x=x1+x2=8m.
货物到达最高点后将沿传送带匀加速下滑,下滑加速度等于a2.设下滑时间为t3,
? 则x=12a2t23,代入,解得t3=2
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 一辆汽车在平直的公路上行驶,下图中能够表示该汽车做匀减速直线运动的图象是( )
A.

B.

C.

D.

参考答案:A、由图,直线的斜率不变,表示物体做匀速直线运动.故A错误.
? B、由图,物体的位移不随时间而变化,说明物体处于静止状态.故B错误.
? C、表示速度均匀减小,说明物体做匀减速直线运动.故C正确.
? D、表示速度均匀增大,说明物体做匀加速直线运动.故D错误.
故选C
本题解析:
本题难度:简单