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1、计算题 如图所示,质量20kg的物体从光滑斜面上高度m处释放,到达底端时水平进入水平传送带(不计斜面底端速度大小的损失,即在斜面底端速度方向迅速变为水平,大小不变),传送带由一电动机驱动着匀速向左转动,速率为3 m/s。已知物体与传送带间的动摩擦因数0.1,物体冲上传送带后就移走光滑斜面。(g取10 m/s2)。
(1)若两皮带轮AB之间的距离是6 m,物体将从哪一边离开传送带?
(2)若皮带轮间的距离足够大,从M滑上到离开传送带的整个过程中,求M和传送带间相对位移。

参考答案:解:(1)物体从斜面上匀加速下滑,有a=gsinθ
又
解得物体滑到底端时的速度
以地面为参照系,物体滑上传送带后向右做匀减速运动直到速度为零,期间物体的加速度大小和方向都不变,加速度大小为
物体从滑上传送带到相对地面速度减小到零,对地向右发生的位移为
表面物体将从右边离开传送带
(2)以地面为参考系,若两皮带轮间的距离足够大,则物体滑上传送带后向右做匀减速运动直到速度为零,后向左做匀加速运动,直到速度与传送带速度相等后与传送带相对静止,从传送带左端掉下,期间物体的加速度大小和方向都不变,加速度大小为
取向右为正方向,物体发生的位移为
物体运动的时间为
这段时间内皮带向左运动的位移大小为
物体相对于传送带滑行的距离为
本题解析:
本题难度:困难
2、选择题 如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块,其中质量为2m和3m的木块间用一轻弹簧相连,轻弹簧能承受的最大拉力为T。现用水平拉力F拉质量为3m的木块,使三个木块一起加速运动,则以下说法正确的是

A.质量为2m的木块受到四个力的作用
B.当F逐渐增大到T时,轻弹簧刚好被拉断
C.当F逐渐增大到1.5T时,轻弹簧还不会被拉断
D.当F撤去瞬间,m所受摩擦力的大小和方向不变
参考答案:CD
本题解析:隔离2m分析受力,质量为2m的木块受到重力、支持力、压力、摩擦力、拉力五个力的作用,选项A错误;当F逐渐增大到T时,轻弹簧中弹力小于T,不会被拉断,选项B错误;当F逐渐增大到1.5T时,由牛顿第二定律,1.5T=6ma,轻弹簧中拉力FT=3ma=0.75T,小于轻弹簧能承受的最大拉力T,轻弹簧还不会被拉断。当F撤去瞬间,轻弹簧中拉力不变,m所受摩擦力的大小和方向不变,选项CD正确
本题难度:一般
3、计算题 如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定斜面上,对物体施一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10乙所示,试求:(g取10m/s2)

(1)物体所受的拉力F;
(2)t=4s末重力的功率;
参考答案:(1)30N(2)12W
本题解析:(1)由图像可知:撤去力F前的加速度a1=20m/s2,撤去力F后的加速度a2=-10m/s2
由牛顿第二定律:F-mgsinθ-f=ma1?①? 1分
-mgsinθ-f=ma2? ②? 1分
由②得f=-ma2-mgsinθ=4N
①-② 得 F=ma1-ma2=30N?1分
(2)设撤去力后物体运动到最高点时间为t2
根据图像由运动学公式
=0-v1=a2t2,解得t2=2s? 1分
则物体沿着斜面下滑的时间为t3=t-t1-t2=1s? 1分
设下滑加速度为a3,由牛顿第二定律
mgsinθ-f=ma3,解得a3=2m/s2? 1分
t=4s时速度v=a3t3=2m/s?,方向沿斜面向下? 1分
此时重力的功率P=mgvcos(90o-θ)=12W? 1分
点评:本题难度较小,处理本题时要注意研究对象的变换,研究过程的变换,能够做到运动图像的联合应用是关键
本题难度:简单
4、计算题 (12分)如图所示,小球甲从倾角θ=30°的光滑斜面上高h=5 cm的A点由静止释放,同时小球乙自C点以速度v0沿光滑水平面向左匀速运动,C点与斜面底端B处的距离L=0.6 m.甲滑下后能沿斜面底部的光滑小圆弧平稳地朝乙追去,甲释放后经过t=1 s刚好追上乙,求乙的速度v0(g=10 m/s2).
参考答案:0.2 m/s,方向水平向左
本题解析:设小球甲在光滑斜面上运动的加速度为a,运动时间为t1,运动到B处时的速度为v1,从B处到追上小球乙所用时间为t2,则
a=gsin 30°=5 m/s2?①
由
得:t1=0.2 s?②
t2=t-t1=0.8 s③
v1=at1=1 m/s④
v0t+L=v1t2⑤?
代入数据解得:v0=0.2 m/s,方向水平向左.
答案:0.2 m/s,方向水平向左
本题考查运动学中的追击问题,小球甲由最高点A下滑到最低点的速度可由匀加速直线运动公式求得,此过程的运动时间也可求得,再由追上乙球的时间上和位移上的等量关系列式求解
本题难度:简单
5、选择题 如图所示:在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间的滑动摩擦因数为μ,要使物体不至于下滑,车厢至少应该以多大的加速度前进( )
A.
B.μg
C.
D.g