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1、计算题 (12分)体育老师带领学生做了一个游戏,在跑道上距离出发点50m的直线上放有1枚硬币,游戏规则是学生从出发点起跑把这枚硬币捡起来(捡硬币时,人的速度为0),看谁用的时间最短。已知某同学做加速运动和减速运动的加速度最大值均为a="2" m/s 2,运动的最大速度v不超过8 m/s。求该同学从出发点起跑到捡起这枚硬币所需要的最短时间。
参考答案:10.25s
本题解析:由题意分析,该同学在运动过程中,平均速度越大时间最短。可能先加速,再减速。也可能先加速,再匀速最后减速。
设先加速到8m/s再减速到零时位移为x,则加速时间t= v/a=4s (2分)
在2t时间内的位移为:x=.
.=
=32m (2分)
因为x=32m<50 m,故该同学必然经历先加速,再匀速,最后减速的运动过程。 (2分)
该同学匀速运动的位移为:x′=50 m
本题难度:一般
2、计算题 一块质量为
、长为
的均质板放在很长的光滑水平桌面上,板的左端有一质量为
的小物体(可视为质点),物体上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌边的定滑轮.某人以恒定的速率
向下拉绳,物体最多只能相对于板运动到板的中点,而此时板的右端还未运动到达桌边定滑轮处,试求:

小题1:物体刚达板中点时,板的位移;
小题2:若板与桌面之间有摩擦,为使物体能到达板的右端,求板与桌面之间的动摩擦因数的范围;
小题3: 若板与桌面之间的动摩擦因数取(2)中的最小值,在物体从板的左端运动到右端的过程中,求人拉绳的力所作的功(忽略绳的质量以及滑轮处的摩擦) .
参考答案:
小题1:
小题2:
小题3:2Mv2
本题解析:(1)设物体与板的位移分别为S物、S板,则由题意有
?①(1分)
由题意可知:当物体刚到达板的中点时,板和物体的速度相等,则有:
?②?(2分)?
解得:
.?(1分)
(2)由
.?(2分)
?(3分)
得
,故板与桌面之间的动摩擦因数
.(2分)
(3)人拉绳的拉力? F="μ1mg?" (1分)
人拉绳的力所作的功W=FS物="2Mv2?" (2分)
本题难度:一般
3、简答题 一种巨型娱乐器械由升降机送到离地面75m的高处,然后让座舱自由落下.落到离地面25m高时,制动系统开始启动,座舱均匀减速,到地面时刚好停下.若座舱中某人用手托着重50N的铅球,取g=10m/s2,试求:
(1)从开始下落到最后着地经历的总时间多长?
(2)当座舱落到离地面35m的位置时,手对球的支持力是多少?
(3)当座舱落到离地面15m的位置时,球对手的压力是多少?
参考答案:
(1)座舱自由下落过程:t1=
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 (8分)物体在斜坡顶端以1 m/s的初速度和0.5 m/s2的加速度沿斜坡向下作匀加速直线运动,已知斜坡长24米,
求:(1) 物体滑到斜坡底端所用的时间。
(2) 物体到达斜坡中点速度。
参考答案:(8s;
)
本题解析:本题考查匀变速直线运动公式的应用,由公式
可知运动时间t,再由此公式可求得运动到斜坡中点做需要的时间,再由v=at求得中点速度
本题难度:简单
5、计算题 (14分)水平导轨AB固定在支架CD上,其形状、尺寸如图所示。导轨与支架的总质量M=4kg,其重心在O点,它只能绕支架C点且垂直于纸面的水平轴转动。质量m=1kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端,现受到水平拉力F=2.5N的作用。已知小铁块和导轨之间的动摩擦因数μ=0.2。g取10m/s2,求:

(1)小铁块刚开始运动时的加速度大小?
(2)小铁块运动到离A端多远时,支架将要开始翻转?
(3)若在小铁块运动的过程中,支架始终保持静止,则拉力F作用的最长时间为多少?
参考答案:(1)
?(2)
?(3)
本题解析:(1)小铁块刚开始运动时,受到的滑动摩擦力
由牛顿第二定律,可得小铁块的加速度
(2)假设小铁块运动到C点的右侧且距C点x处时,支架刚要不能维持平衡,D端受的力为零,
由力矩平衡条件可得
而
解得
小铁块运动到离A端的距离:
(3)因为要在小铁块运动的过程中,导轨和支架始终保持静止,故小铁块是先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动
匀加速阶段加速度大小
匀减速阶段加速度大小
由匀变速直线运动规律,可得
解得:
由速度-位移公式
解得:
本题难度:一般