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1、填空题 一个质量为4kg的物体静止在足够大的水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.1.从t=0开始,物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F作用,力F随时间的变化规律如图所示.求83秒内物体的位移大小和力F对物体所做的功.g取10m/s2.
参考答案:

当物体在前半周期时由牛顿第二定律,得?F1-μmg=ma1
a1=F1-μmgm=12-0.1×4×104=2m/s2
当物体在后半周期时,
由牛顿第二定律,得?F2+μmg=ma2
a2=F2+μmgm=4+0.1×4×104=2m/s2
前半周期和后半周期位移相等?x1=12at2=0.5×2×22=4m
一个周期的位移为?8m?最后?1s?的位移为?1m
83?秒内物体的位移大小为?x=20×8+4+3=167m
一个周期?F?做的功为?w1=(F1-F2)x1=(12-4)×4=32J
力?F?对物体所做的功?w=20×32+12×4-4×3=676J
答:83秒内物体的位移大小为167m,力F对物体所做的功为676J.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,相距
、质量均为M,两个完全相同木板A、B置于水平地面上,一质量为M、可视为质点的物块C置于木板A的左端。已知物块C与木板A、B之间的动摩擦因数均为
,木板A、B与水平地面之间的动摩擦因数为
,最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力,开始时,三个物体均处于静止状态。现给物块C施加一个水平方向右的恒力F,且
,已知木板A、B碰撞后立即粘连在一起。

(1)通过计算说明A与B碰前A与C是一起向右做匀加速直线运动。
(2)求从物块C开始运动到木板A与B相碰所经历的时间
。
(3)已知木板A、B的长度均为
,请通过分析计算后判断:物块C最终会不会从木板上掉下来?
参考答案:(1)见解析;(2)4s;(3)物块C将不会从木板上掉下来。
本题解析:(1)设木板A与物块C之间的滑动摩擦力大小为
,木板A与水平地面之间的滑动摩擦力大小为
,有:
,
可见
,故可知在木板A、B相碰前,在F的作用下,木板A与物块C一起水平向右做匀加速直线运动。 (其他方法同样给分)
(2)设此过程中它们的加速度为
,运动时间为
,与木板B相碰时的速度为
,有:
,解得:
。
(3)碰撞后瞬间,物块C的速度不变,设A、B碰后速度为
,则
得
此即木板A、B共同运动的初速度。
此后,物块C在木板上滑动时的加速度为:
,物块C在木板上滑动时,木板A、B共同运动的加速度为:
,其中
,解得:
若木板A、B很长,则物块C不会掉下来。设物块C再运动时间
后,三者的速度相同,有:
,解得:
,在此过程中,物块C的位移为:
木板A、B的位移为:
由于
,可见,物块C与木板A、B达到共同速度时还在木板上。进一步分析,由于
,可知物块C将与木板A、B一起做匀速直线运动,可见物块C将不会从木板上掉下来。
考点:动量及能量守恒定律;牛顿第二定律的综合应用.
本题难度:困难
3、计算题 车从静正开始以1m/s2的加速度前进,车后相距s0为16m处,某人同时开始以6m/s的速度匀速追车,求:
(1)人车何时相遇?
(2)当二者速度相等时,人和车之间的距离为多少?
参考答案:(1)t1=4s,t2=8s(2)2m
本题解析:(1)当人车相遇时,x人=s0+x车
代入数值得,t1=4s,t2=8s
当t1=4s时,人追上车二者相遇
当t2=8s时,车追上人二者相遇
(2)当二者速度相等时,即v人=v车,
代入数值t="6s"
x人=vt=36m
x车=
="18m"
所以,二者间距离△x=x人-(s0+x车)
代入数值△x="2m"
本题难度:一般
4、选择题 在交通事故的分析中,刹车线的长度是很重要的依据.刹车线是指汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹.刹车线的长度s既与汽车开始刹车时的速度v有关,也与汽车轮胎和路面间的动摩擦因数μ有关.右图为某种汽车在地面I和地面Ⅱ上刹车时,s与v2的关系图象.若用μ1、μ2分别表示汽车轮胎和地面I、Ⅱ间的动摩擦因数.关于μ1和μ2的大小关系下列判断正确的( )
A.μ1>μ2
B.μ1=μ2
C.μ1<μ2
D.以上都有可能