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1、计算题 如图1所示,质量m=1.0kg的物块,在水平向右、大小F = 5.0N的恒力作用下,沿足够长的粗糙水平面由静止开始运动。在运动过程中,空气对物块的阻力沿水平方向向左,其大小f空=kv,k为比例系数,f空随时间t变化的关系如图2所示。g取10m/s2。

(1)求物块与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)估算物块运动的最大速度vm;
(3)估算比例系数k。
参考答案:(1)
?(2)
?(3)
本题解析:(1)由图2可知,2s后空气对物块的阻力
大小不变,即
,物块做匀速直线运动,设水平面对物块的摩擦力为
,由平衡条件得:
又因为
联立解得:
(2)因
随速度的增大而增大,而恒力F和水平面对物块的摩擦力为
保持不变,所以在
内,物块做加速度逐渐减小的加速运动,匀速运动时速度达到最大,根据动量定理有

在
图象中,图线与横轴围成的“面积”表示冲量,设每个小正方形的面积为
,由图2可知,在
内,图线与横轴围成的的“面积”内含有小正方形的个数为
,则

所以 
(3)因为
,所以
本题难度:一般
2、填空题 某同学为验证牛顿第二定律中“力与加速度”的关系,采用光电门系统来代替位移和时间测量工具,实验装置如图所示.光滑导轨水平放置,细线绕过可转动的圆形光栅连接小车与重物(重物质量远小于小车质量),挡板可以在小车到达的时候使小车停下并粘住.光电门在每次有红外线通过光栅时会记一次信号,如图所示,圆形光栅每转过一圈将会记下十次信号.不计一切摩擦,每次都将小车静止释放,在小车停止后,记下重物质量m、信号次数n、小车运动时间t.
重物质量m | 信号次数n | 运动时间t(s) m0 40 2.00 2m0 60 1.73 3m0 70 t3
|
(1)小车经过的位移s与光电门记下?的信号次数n的关系是______
A、s∝n;B、s∝1/n;C、s∝n2;D、s∝1/n2
(2)若实验后得到了下表所示的数据,经分析可知,运动时间t3应为______s.
参考答案:(1)每周记录10次信号,因此记录信号的次数与圆形光栅转动的圈数成正比,即与物体的位移成正比,故BCD错误,A正确.
故选A.
(2)在探究“力与加速度”的关系时,小车的质量不变,因此其加速度与重物质量成正比,位移与记录信号次数成正比,根据运动学公式s=12at2有:
s1=12a1t21? ①
s3=12a3t23? ②
a1a3=t1t3? ③
由①②③解得:t3=1.53s.
故答案为:1.53.
本题解析:
本题难度:简单
3、填空题 在我国东北寒冷的冬季,雪橇是常见的运输工具,沿水平冰道滑行的雪橇总质量m=1200kg,雪橇与冰道之间的动摩擦因数μ=0.05.某时刻马给雪橇施加的水平拉力大小F=900N,取g=10m/s2,求:(1)雪橇受到的摩擦力大小;(2)雪橇的加速度大小.
参考答案:(1)雪橇受水平面得支持力为N,雪橇沿水平冰道滑行,在竖直方向平衡.
∴N=mg
根据滑动摩擦力公式:f=μN得:
f=μmg=0.05×1200×10=600N.
(2)雪橇在水平方向受拉力和摩擦力,根据来源:91考试网牛顿第二定律得:
?F合=F-f=ma?
a=F-fm=900-6001200m/s2=0.25m/s2?
答:(1)雪橇受到的摩擦力大小是600N;
(2)雪橇的加速度大小是0.25m/s2.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 物体放在光滑的水平地面上、初速度为零.今在水平方向对物体施加一个如图所示的随时间变化的力,开始时力向东,运动共历时59s,那么在59s内( )
A.物体时而向东运动,时而向西运动,59s末位于初始位置之东,速度为零
B.物体时而向东运动,时而向西运动,59s末位于初始位置,速度为零
C.物体时而向东运动,时而向西运动,59s末继续向东运动
D.物体一直向东运动,从不向西运动,59s末位于初始位置之东,速度为零