(1)物体到达点时的速度。
(2)物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的的功。 (3)物体与水平面间的动摩擦因数。
24.如图所示,光滑曲面与粗糙平直轨道平滑相接,B为连接点,滑块(视为质点)自距水平轨道高为h的A点,由静止自由滑下,滑至C点速度减为零。BC间距离为L。重力加速度为g,忽略空气阻力,求:
(1)滑块滑至B点的速度大小; (2)滑块与水平面BC间的动摩擦因数;
(3)若在平直轨道BC间的D点平滑接上一半圆弧形光滑竖直轨道(轨道未画出),
,再从A点
释放滑块,滑块恰好能沿弧形轨道内侧滑至最高点。不考虑滑块滑入半圆弧形光滑轨道时碰撞损失的能量,半圆弧的半径应多大?
25.如图所示,在光滑水平面上,一质量为m的物体,初速度为v1,在与运动方向相同的恒力F的作用下经过一段位移x后,速度增加到v2。请依据匀变速直线运动的规律和牛顿第二定律推导动能定理。
【参考答案】*** 一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 D D D D B D C B C A 二、填空题 13.14.30 15.15 16.16 17.1:8 三、实验题
18.交流 、6 、220 、0.02
D B 19.(1)打点计时器应接交流电源 重物释放时应紧靠打点计时器 (2)
9.4
(3) 空气阻力和摩擦阻力的影响
20.DE 橡皮筋的伸长量不同,会造成每一次小物体克服摩擦力做的功不同,不利于比较它们的关系 物体在桌面上运动时需要克服摩擦力做功 四、解答题 21.(1)
(2);
【解析】(1)角速度最小时,fmax沿杆向上,此时绳处于松弛状态则 竖直方向由平衡条件得FNsin45°+fmaxcos45°=mg, 水平方向由牛顿第二定律得FNcos45°-fmaxsin45°=mω1r,
2
且fmax=0.2FN,r=,
解得ω1=≈3.33rad/s (2)当fmax沿杆向下时,绳仍处于松弛状态,有 竖直方向由平衡条件得FNsin45°=fmaxcos45°+mg, 水平方向由牛顿第二定律得FNcos45°+fmaxsin45°=mω22r, 解得ω2=5rad/s
此后,拉力随ω的增大而变大,当细线拉力刚达到最大时,有 FNsin45°-fmaxcos45°=mg
Fmax+FNcos45°+fmaxsin45°=mω32r, 解得ω3=10rad/s
因此在ω2~ω3间,F拉=mωr?FNcos45°+fmaxsin45°
2
所以拉力随角速度的函数关系式为:F拉=0(rad/s≤ω≤5rad/s); F拉=0.06ω?1.5(5rad/s<ω<10rad/s)
2
点睛:本题关键是受力分析后明确向心力来源,然后根据牛顿第二定律列式求解;知道角速度最小时,环受重力、支持力和最大静摩擦力(沿杆向上);细线断裂前瞬间,环受重力、拉力、支持力和最大静摩擦力(沿杆向下); 22.6s
【解析】行李在传送带上加速,设加速度大小为a,则:
设经过时间二者共速,所以
所以行李匀加速运动的位移为:
行李随传送带匀速前进的时间:行李箱从A传送到B所需时间:
。
点睛:解决本题的关键会根据受力判断行李的运动情况,根据牛顿第二定律及运动学基本公式求解。 23.(1)4m/s;(2)-8J;(3)0.2;
【解析】(1)小球沿光滑弧形轨道由静止下滑过程中,只有重力做功,故机械能守恒。
整理得出
(2)对整个运动过程中,由动能定理
得(3)由得
点睛:由于物体在光滑的圆弧上静止下滑,物体只受重力和指向圆心的弹力,且弹力不做功,由动能定理即可求解;物体在BC面上运动,最终静止,所以在水平面上受滑动摩擦力做减速运动,再次利用动能定理即可求解. 24.(1) 【解析】 【详解】
(1)滑块从A到B,由动能定理:
解得滑块经过B点的速度
。
(2)
(3)
(2)滑块从A到C,由全程的动能定理:
滑动摩擦力:
而
,联立解得:
。
,轨道半径为R,
(3)设滑块刚好经过轨道最高点的速度为滑块刚好经过轨道最高点时,
滑块从A到轨道最高点,由能量守恒
联立解得
。
25.设物体运动过程中加速度为a,力F做的功为W,由F=ma;v22﹣v12=2ax;W=Fx,可得
,即
【解析】 【详解】
设物体运动过程中加速度为a,力F做的功为W, 由F=ma; v22﹣v12=2ax; W=Fx, 可得即
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