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1、计算题 如图甲所示,在倾角为30°的足够长光滑斜面AB前,有一粗糙水平面OA,OA长为4 m.有一质量为m的滑块,从O处由静止开始受一水平向右的力F作用.F按图乙所示的规律变化.滑块与OA间的动摩擦因数μ=0.25,g取10 m/s2,试求:

(1)滑块到A处的速度大小;
(2)不计滑块在A处的速率变化,滑块冲上斜面AB的长度是多少?
(3)假设水平面足够长,且与滑块间的动摩擦因数不变则滑块最终停在距A多远的水平面上?
参考答案:(1)
m/s? (2) 5m? (3)10m
本题解析:(1)0-2m过程中,
即
,做功
2-3m过程中,
即
,做功
3-4m过程中,F=0,不做功,
整个过程中摩擦力做功为
根据动能定理可得
,解得
(2)根据机械能守恒定律可得:
,所以l=5m
(3)根据动能定理可得
,解得x=10m
点评:了解研究对象的运动过程是解决问题的前提,根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题.一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究.
本题难度:一般
2、选择题 一圆弧形的槽,槽底放在水平地面上,槽的两侧与光滑斜坡aa′、bb′相切,相切处a、b位于同一水平面内,槽与斜坡在竖直平面内的截面如图所示。一小物块从斜坡aa′上距水平面ab的高度为2h处沿斜坡自由滑下,并自a处进入槽内,到达b后沿斜坡bb′向上滑行,已知到达的最高处距水平面ab 的高度为h;接着小物块沿斜坡bb′滑下并从b处进入槽内反向运动,若不考虑空气阻力,则(?)

A.小物块再运动到a处时速度变为零
B.小物块每次经过圆弧槽最低点时对槽的压力不同
C.小物块不仅能再运动到a处,还能沿斜坡aa′向上滑行,上升的最大高度为h
D.小物块不仅能再运动到a处,还能沿斜坡aa′向上滑行,上升的最大高度小于h
参考答案:BD
本题解析:因要克服摩擦阻力做功,所以每次通过最低点的速度会变小,根据圆周运动公式及牛顿第二定律有
,故可知物块与圆弧槽间的正压力会变小,所以B正确;设第一次通过圆弧槽过程中克服摩擦力做功为
,根据动能定理可得
,第二次通过圆弧槽的最低点时因正压力减小,所以摩擦力减小,同理,其它位置所对应的摩擦力都变小,故第二次通过圆弧槽克服摩擦力做的功将小于第一次,即
,所以D正确、AC错误;
本题难度:一般
3、计算题 (14分)如图所示,水平轨道AB与竖直轨道CD用一光滑的半径R=0.5m的
圆弧BC平滑连接,现有一物块从竖直轨道上的Q点由静止开始释放,已知QC间的长度R=0.5m,物块的质量m=0.2kg,物块与AB和CD轨道间的动摩擦因数均为μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,求;

(1)物块下滑到水平面后,距离B点的最远距离s为多少?
(2)若整个空间存在一水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×106V/m,并使物块带电,带电量为q=+2.0×10-6C,所有接触面均绝缘,现使带电物块从水平面上的P点由静止开始释放(P点未在图中标出),要想使物块刚好能通过Q点,PB间的长度L为多少?
(3)在符合第二问的基础上,物块到达圆弧上C点时,对轨道的压力大小?
参考答案:(1)
(2)
(3)
本题解析:(1)物块从Q点下滑经过C点的过程虽然有摩擦因数,但是没有压力,所以没有摩擦力。
经过B点后沿水平轨道运动,设距离B点的最远距离为S,根据动能定理有

整理得
(2)物块刚好能通过Q点即
,物块从P点到Q点过程,根据动能定理

整理得
(3)物块从A点到C点,根据动能定理有
在C点,径向的电场力和轨道弹力的合力提供向心力,即

联立解得
根据牛顿第三定律,物体对轨道压力大小为
。
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,幼儿园的小朋友在做滑梯游戏时,三个小朋友分别经
三条不同的路径从滑梯的顶端滑到底端.设三位小朋友的体重相同,则比较三者的下滑过程有

A.克服摩擦力做功一定相等
B.到达底端的动能一定相同
C.三条不同路径重力做的功一定相等
D.沿路径
下滑时到达底端的动能一定最大
参考答案:C
本题解析:
试题分析:三小孩下滑的高度相同,但摩擦力不清楚,所以无法比较摩擦力做功,故A错误.三小孩下滑的高度相同,但摩擦力不清楚,所以无法比较动能,故B、D错误。虽沿三条不同路径下滑,但高度相同,由于三小孩体重相等,所以重力做的功一定相等,故C正确。故选C。
本题难度:一般
5、计算题 设光滑水平面上有一质量为m的物体,初速度为v1,在与运动方相同的恒力F的作用下,发生一段位移s,速度变为v2,如图所示。
(1)试利用牛顿第二定律和运动学规律推导出F做功与物体动能变化间的关系。
(2)若已知m=2kg,v1=10m/s,F=100N, s=3m,求末速度v2大小。
参考答案:(1)W=
m
-
m
(2)v2=20m/s
本题解析:(1)在这一过程中,外力所做的功:W=Fs? ①
根据牛顿第二定律有:F=ma? ②
又由运动学公式:s=(
-
)/2a? ③
由①②③可解得:Fs=
m
-
m
?即:W=
m
-
m
(2)解之得:v2=20m/s
本题考查功的计算和牛顿运动定律的应用,对于恒力做功直接根据 W=Fs去求,由动能定理可求出功和末速度
本题难度:简单
Dexterity comes by experience. 换取经验要付出代价.