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1、简答题 如图所示,质量为3kg的长木板B放在光滑的水平面上,右端与半径R=1m的粗糙的
圆弧相切,左端上方放质量为1kg物块C,物块C与长木板B的动摩擦因数为0.2.现使质量为1kg的物体A从距圆弧上端h=5m处静止释放,到达水平轨道与B碰撞后一起运动,再经1s物块C刚好运动到B的右端且不会掉下.取g=10m/s.求:
(1)物体A刚进入圆弧时对轨道的压力;
(2)长木板B的长度;
(3)物体A经过圆弧时克服阻力做的功.

参考答案:(1)物体A从释放到进入圆弧前做自由落体运动,有:V2Al=2gh…①
刚进入圆弧时有:FN=mAV2AlR…②
联立①、②式解得:FN=2mAghR=2×1×10×51=100N
(2)物块C从开始运动到长木板具有相同速度过程中有:aC=μmCgmC=μg=0.2×10=2m/s2
物块C运动距离为:SC=12aCt2=12×2×1=1m
物块C在B的右端时两者具有相同的速度为:VB2=VC=aCt=2×1=2m/s
aB=μmCg(mA+mB)=0.2×1×11+1=0.5m/s2
由速度公式得木板刚开始运动时速度为:VB1=VB2+aBt=2+0.5=2.5m/s
木板B运动距离为:SB=VB1+VB22t=2+2.52=2.25m
木板B的长度为:L=SB-Sc=2.25-1=1.25m
(3)物块A与木板B碰撞过程中动量守恒有:mAVA2=(mA+mB)VB1,
代入数据得:VA2=10m/s
物块A从静止释放到与木板A碰撞前,由动能定理有:mAg(h+R)-Wf=12mAV2A2
物体A经过圆弧时克服阻力做的功:Wf=10J
答:(1)物体A刚进入圆弧时对轨道的压力为100N;
(2)长木板B的长度为1.25m;
(3)物体A经过圆弧时克服阻力做的功为10J.
本题解析:
本题难度:简单
2、选择题 如图所示,两极板间距为d的平行板电容器与一电源相连,距上极板
处有一质量为
,带电量为
的小球自由释放,穿过上极板的小孔后,恰好能来到下极板,若将下极板向上平移
,小球仍从同一位置释放,则下列说法正确的是?(?)

A.仍能打到下极板上,且速度恰好为0
B.仍能打到下极板上,且速度大于0
C.不能达到下极板上,距离上极板最大距离为
D.不能打到下极板上,距离上极板最大距离为
参考答案:D
本题解析:第一次恰能打到下板,则由动能定理得:
,第二次假设速度为0时,据上板距离为
,则由动能定理得
,由
,整理可得:
,D项正确
本题难度:一般
3、计算题 (16分)如图所示,一水平圆盘半径为R=0.2 m,绕过圆心的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m=1.0 kg的小滑块。当圆盘转动的角速度达到某一数值时,滑块从圆盘边缘滑落,经光滑的过渡圆管进入轨道ABC。已知AB段斜面倾角为53°,BC段水平,滑块与圆盘及轨道ABC间的动摩擦因数均为μ=0.5,A点离B点所在水平面的高度h=1.2 m。滑块沿轨道AB下滑至B点、速度刚好沿水平方向时与静止悬挂在此处的小球发生正碰,碰撞后小球刚好能摆到与悬点O同一高度处,而滑块沿水平轨道BC继续滑动到C点停下。已知小球质量m0=0.50 kg,悬绳长L=0.80 m,滑块和小球均视为质点,不计滑块在过渡圆管处和B点的机械能损失,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,取g="10" m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。

(1)求滑块从圆盘上滑入轨道A点时的速度大小vA
(2)求滑块到达B点与小球发生碰撞时的速度大小vB
(3)若滑块与小球碰撞时间不计,求滑块在轨道ABC上运动的总时间及BC之间的距离。
参考答案:(1)1m/s(2)4m/s(3)0.4m
本题解析:(1)滑块在圆盘上做圆周运动时,静摩擦力充当向心力,根据牛顿第二定律,可得:
?
解得:vA="1" m/s?
(2)滑块从A到B的运动过程由动能定理得:
mgh-μmgcos53°
=
?
解得:vB="4" m/s?
(3)滑块与小球碰撞过程中动量守恒,
?
小球摆起过程中机械能守恒,
?
解得:v="4" m/s,
2 m/s,
滑块沿AB段的加速度a1=g(sin53°-μcos53°)="5" m/s2?
滑块沿BC段的加速度大小a2=μg=5 m/s2?
滑块在轨道ABC上运动的总时间:
?
解得:t=1s?
BC间的距离:
m?
点评:本题考察的物理过程较多,也运用到很多物理学中重要的守恒规律。对于物理多过程问题,通常步骤是:受力分析弄清物理过程,采用能量观点列示求解。
本题难度:简单
4、选择题 质量为m=2kg的物体,在水平面上以v1=6m/s的速度匀速向西运动,若有一个F=8N、方向向北的恒力作用于物体,在t=2s内物体的动能增加了( )
A.28J
B.64J
C.32J
D.36J
参考答案:设物体沿F方向的加速度为a,由牛顿第二定律得:
a=Fm=82m/s2=4m/s2
物体沿F方向做匀加速直线运动,2s内的位移为:
s=12at2=12×4×22m=8m
力F所做的功为:
W=Fs=8×8J=64J
由动能定理得:
W=△Ek=64J
故选B
本题解析:
本题难度:一般
5、填空题 一人从高处坠下,当人下落H高度时安全带刚好绷紧,人又下落h后人的速度减为零,设人的质量为M,则绷紧过程中安全带对人的平均作用力为?。
参考答案:mg(H+h)/h
本题解析:略
本题难度:简单