1、简答题 如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v—t图像如图乙所示。试求:
(1)拉力F的大小;
(2)t=4s时物体的速度v的大小。
参考答案:(1)F=30N
(2)v=2m/s
本题解析:(1)设力F作用时物体的加速度为a1,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律可知:F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1,
撤去力后,由牛顿第二定律有
mgsinθ+μmgcosθ=ma2?………………………………………(2分)
根据图像可知:a1=20m/s2,a2=10m/s2,
代入解得F=30N,μ=0.5。…………………………………(2分)
(2)设撤去力后物体运动到最高点时间为t2,v1=a2t2,解得t2=2s,
则物体沿着斜面下滑的时间为t3=t-t1-t2=1s。……………………(2分)
设下滑加速度为a3,由牛顿第二定律mgsinθ-μmgcosθ=ma3,
有a 3=2 m/s2,t=4s时速度v=a3t3=2m/s。……………………(2分)
本题难度:简单
2、简答题 如图所示,A滑块放在光滑的水平面上,B滑块可视为质点,A和B的质量都是1kg,A的左侧面紧靠在光滑竖直墙上,A上表面的ab段是光滑的半径为0.8m的四分之一圆弧,bc段是粗糙的水平丽,ab段与bc段相切于b点.已知bc长度为2m,滑块B从a点由静止开始下滑,取g=10m/s2.
(1)求滑块B滑到b点时对A的压力大小.
(2)若滑块B与bc段的动摩擦因数为μ,且μ值满足0.1≤μ≤0.5,试讨论因μ值的不同,滑块B在滑块A上相对A运动过程中两者因摩擦而产生的热量(计算结果可含有μ)
参考答案:(1)设滑块滑到B点的速度大小为v,到B点时轨道对滑块的支持力为N,由机械能守恒定律有
mgR=12mBv20? ①
滑块滑到B点时,由牛顿第二定律有
N-mg=mv20R?②
联立①②式解得? N=3mg=30N?
根据牛顿第三定律,滑块在B点对轨道的压力大小为N′=N=30N
(2)若滑块B滑到A的最右端时达到共速,设为v,
由动量守恒和能量守恒有
mv0=2mv
由能量守恒得:μmgl=12mv20-12(2m)v2
解得μ=0.2
①当满足0.1≤μ≤0.2,A和B不能共速,B将从A的右端滑落,A和B因摩擦而产生的热量为
Q1=μmgl=20μ J
②当满足0.2≤μ≤0.5,A和B共速,A和B因摩擦而产生的热量为
Q2=12mv20-12(2m)v2
解得Q2=4J
答:(1)滑块B滑到b点时对A的压力大小是30N.
(2)0 .1≤μ≤0.2,滑块B在滑块A上相对A运动过程中两者因摩擦而产生的热量是20μ J
0.2≤μ≤0.5,滑块B在滑块A上相对A运动过程中两者因摩擦而产生的热量是4J
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 一物体放在水平桌面上处于静止状态,现使物体受到一个方向不变、大小按图示规律变化的合外力作用,则0—2s这段时间内

A.物体做匀减速运动
B.物体做变减速运动
C.物体的加速度逐渐减小,速度逐渐增大
D.物体的加速度和速度都在逐渐减小
参考答案:C
本题解析:略
本题难度:一般
4、选择题 一小钢球在足够深的油槽中从静止开始下落,若油对球的阻力随球的速度增大而增大,则钢球在下落过程中(未到底前)的运动情况是:
A.先加速后减速,最后静止
B.先加速后减速,最后匀速
C.速度逐渐变大,最后匀速
D.加速度逐渐减小,最后为零
参考答案:CD
本题解析:小钢球开始下落的时候,速度很小,阻力也小,重力的方向向下,阻力的方向向上,故重力和阻力的合力方向向下,故小钢球做加速运动,随着速度的增加,阻力也越来越大,合力越来越小,加速度越来越小,当阻力增加到和重力相等的时候,加速度为零,小钢球做匀速运动。
故选CD
点评:通过阻力与速度的关系判断合外力变化情况,根据牛顿第二定律判断加速度变化情况,从而得出运动情况。
本题难度:简单
5、计算题 有一辆汽车的质量为2×103kg,额定功率为9×104W。汽车在平直路面上由静止开始运动,所受阻力恒为3×103N。在开始起动的一段时间内汽车以1m/s2的加速度匀加速行驶。从开始运动到停止加速所经过的总路程为270m。求:
(1)汽车匀加速运动的时间;
(2)汽车能达到的最大速度;
(3)汽车从开始运动到停止加速所用的时间。
参考答案:(1)18s(2)30m/s(3)28s
本题解析:(1)(3分)F-f = ma? 1分? F =" f" + ma = 5×103N
设匀加速结束时的速度为v1
P额 = Fv1? v1 = 18m/s?
?
(2)(2分)
?
(3)(4分)设:汽车匀加速所用时间为t1,位移为S1;变加速所用时间为t2,位移为S2
m?
m?
据动能定理:
?
得t2 = 10s?
本题难度:一般