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1、计算题 如图所示,质量m=4kg的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,在与水平成θ=37°角的恒力F作用下,从静止起向右前进t1=2.0s后撤去F,又经过t2=4.0s物体刚好停下。求:F的大小、最大速度vm、总位移s。
参考答案:F="54.5N" ;vm=20m/s;
本题解析:前后两段匀变速直线运动的加速度a与时间t成反比,
而第二段中μmg=ma2
加速度a2=μg=5m/s2
所以第一段中的加速度一定是a1=10m/s2。
再由方程
可求得:F="54.5N"
第一段的末速度和第二段的初速度相等都是最大速度,第二段求得:
vm=a2t2=20m/s?
又由于两段的平均速度和全过程的平均速度相等,
有
m
点评:本题属于知道运动情况求解受力情况的类型.
本题难度:一般
2、实验题 伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动,首次发现了匀加速运动规律.伽利略假设物块沿斜面运动与物块自由下落遵从同样的法则,他在斜面上用刻度表示物块滑下的路程,并测出物块通过相应路程的时间,然后用图线表示整个运动过程,如图所示.图中OA表示测得的时间,矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程,则图中OD的长度表示__________.P为DE的中点,连接OP且延长交AE的延长线于B,则AB的长度表示__________.
参考答案:平均速度?末速度
本题解析:矩形OAED的面积等于OD与OA长度的乘积,该矩形面积等于该时间内物体经过的路程,而在物体沿斜面匀加速下滑的过程中路程x=
·t,所以OD的长度表示平均速度的大小;P为DE的中点,则PC为△OAB的中位线,且PC=OD,所以OD=
,因OD表示平均速度,其物理意义上为
=
(v0=0),所以AB的长度表示末速度的大小.
本题难度:简单
3、简答题 为了缩短下楼的时间,消防员往往抱着楼房外的竖直杆直接滑下,设消防员先做自由落体运动,再以可能的最大加速度沿杆做匀减速直线运动.一名质量?m=65kg的消防员,在沿竖直杆无初速度滑至地面的过程中,重心共下降了h=11.4m,该消防员与杆之间的滑动摩擦力最大可达到fm=975N,消防员着地的速度不能超过v=6m/s.(g=10m/s2)求:
(1)消防员下滑过程中速度的最大值;
(2)消防员下滑过程的最短时间.
参考答案:(1)队员先做自由落体运动,则有:
V2=2gh1…(1)
当速度达到v后开始做匀减速直线运动
V2-v12=2ah2…(2)
由牛顿第二定律
f-mg=ma?
解得:a=5m/s…..(3)
又?s=h1+h2…(4)
由(1)(2)(3)(4)式解得
V=10m/s
(2)队员下滑过程中有.
V=gt1?
解得:t1=1s…(5)
而V=V1+at2?
解得t2=0.8s…(6)
运动过程中最短时间t
t=t1+t2…(7)
由(5)(6)(7)得:
t =1.8s
答:(1)该队员下落过程中的最大速度为10m/s.
(2)该队员下落过程中的最短时间为1.8s.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 一物体做匀加速直线运动,经A、B、C三点,已知AB=BC,AB段平均速度为20m/s,BC段平均速度为30m/s,则可求得( )
A.初速度VA
B.末速度Vc
C.这段时间内的平均速度
D.物体运动的加速度
参考答案:设质点在A设质点在ABC三点的速度分别为vA,vB,vC,根据AB段的平均速度为20m/s,可以得到:
vA+vB2=20m/s? ①
根据在BC段的平均速度为30m/s,可以得到:
vB+vC2=30m/s? ②
设AB=BC=x,整个过程中的平均速度为:
.v=2xt=2xx20+x30=24m/s
所以有:vA+vB2=24m/s? ③
联立①②③解得:vA=14m/s,vB=26m/s,vC=34m/s,由于不知道具体的运动时间或者AB,BC之间的距离,因此无法求出其加速度的大小,故ABC正确,D错误.
故选ABC.
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 一个物体做匀减速直线运动,初速度为15m/s,加速度大小为3m/s2,则物体第3s末的速度为______m/s,物体末速度变为零所经历的时间为______.
参考答案:由v=v0+at得,3s末的速度v=15-3×3m/s=6m/s.
当v=0时,t=v0a=153s=5s
故答案为:6;5s
本题解析:
本题难度:一般