1.2 m处随圆盘-起转动,圆盘转动的角速度为ω=1.0rad/s,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2.
(1)求物块转动的线速度为多大? (2)求物块的向心力为多大?
(3)调节圆盘的转速,将物块置于侧壁上,物块恰好不下滑,求圆盘的最小转速.
23.一个质量为2kg的物体静止在水平桌面上,如图1所示,现在对物体施加一个水平向右的拉力F,拉力F随时间t变化的图像如图2所示,已知物体在第1s内保持静止状态,第2s初开始做匀加速直线运动,第3s末撤去拉力,第5s末物体速度减小为0.求:
(1)前3s内拉力F的冲量。 (2)第2s末拉力F的功率。
24.汽车以额定功率行驶7×102m距离后关闭发动机,汽车运动过程中动能Ek与位侈x的关系图象如图所示。已知汽车的质量为1000kg,汽车运动过程中所受阻力为2000N,求汽车:
(1)匀速运动过程的速度; (2)减速运动过程的位移; (3)加速运动过程所用的时间。
25.如图所示,质量M=8kg的长木板放置于光滑的水平面上,其左端有一不计大小,质量为m=2kg的物块,物块与木板间的动摩擦因数为0.2,开始时物块与木板都处于静止状态,现对物块施加F=10N,方向水平向右的恒定拉力,若物块从木板左端运动到右端经历的时间为4秒.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:(g取10m/s)
2
(1)小物块到达木板右端时的速度是多少? (2)此时木板的速度又是多少? (3)木板的长度L为多少? 【参考答案】*** 一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 A D D D B D C A D B 二、填空题 13.1<p<5
14. 1∶12 1∶18 1∶216
D D 4?2r33?r315.M? ??
GT2GT2R316.(M+m)g/M 向下 17.1:
1:18
三、实验题 18.
19.(1)4.00 (2)0.65,1.0
20.4 9.7 0.576 0.582 四、解答题 21.x=28m
【解析】前4s时间设为t1=4s
能
根据位移时间关系可得前4s位移为: 解得:x1=8m
4s末速度为:v1=a1t1=4m/s 后4s的时间设为:t2=4s
后4s位移为: 解得:
8s内的位移为:x=x1+x2=8m+20m=28m
【点睛】在解答匀变速直线运动一类题目时,注意公式的合理选取,如果涉及时间一般采用速度时间关系和位移时间关系公式解答,如果不涉及时间,一般采用速度位移关系公式解答。 22.(1) 1.2 m/s(2) 0.6 N (3) 5rad/s. 【解析】(1)根据线速度与角速度关系
可以得到物块转动的线速度大小为:
;
(2)根据向心力功可以得到物块的向心力大小为(3)物块在侧壁上恰好不下滑,则
;
此时由侧壁的弹力提供向心力,则此时物块的向心力为联立解得:
。
点睛:解决本题的关键知道物块做圆周运动向心力的来源,当物块在侧壁上恰好不下滑,此时由弹力提供向心力,同时竖直方向合力为零,即摩擦力等于重力。 23.(1)【解析】
(2)
根据动量定理求出前3s内拉力F的冲量,由动量定理和牛顿第二定律求出第2s末物体的速度,根据
求出拉力F的功率; 解:(1)由动量定理有即前3s内拉力F的冲量为
(2)设物体在运动过程中所受滑动摩擦力大小为f,则在2s~6s内,由动量定理有
设在1s~3s内物体的加速度大小为a,则由牛顿第二定律有第2s末物体的速度为第2s末拉力F的功率为联立以上方程可求出24.(1)【解析】 【详解】
(2)
(3)
(1)由图像可知,汽车匀速运动过程动能为所以匀速运动时的速度为
(2)由图像可知,汽车匀减速运动的位移(3)结合图像可知汽车匀速时的动能为而刚开始时汽车的动能为在匀加速阶段运动走过的位移为机车的额定功率为
在此过程中利用动能定理可知:
解得:
(2)
(3)
综上所述本题答案是:(1)【点睛】
应用动能定理应注意的几个问题(1)明确研究对象和研究过程,找出始末状态的速度。(2)要对物体正确地进行受力分析,明确各力做功的大小及正负情况(待求的功除外)。(3)有些力在物体运动过程中不是始终存在的。若物体运动过程中包括几个阶段,物体在不同阶段内的受力情况不同,在考虑外力做功时需根据情况区分对待
25.(1)12m/s(2)2m/s(3)20m 【解析】 【详解】
(1)对物块研究N1=mg 摩擦力f=μN1=0.2×20=4N 根据牛顿第二定律,有:F?f=ma1 解得:a1=3m/s 由速度公式v1=at1=3×4=12m/s (2)对木板研究f=Ma2
2
得
(3)由运动学得
木板的速度v2=a2t=0.5×4=2m/s
物块的位移:
木板的位移:
木板的长度:L=s1-s2=24?4=20m 【点睛】
本题考查牛顿第二定律的综合应用,要注意明确涉及多个物体时,一定要注意正确进行受力分析,明确运动规律,找出两物体间的运动关系,联立方程求解.
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