(1)若F=5N,求刚开始运动的一小段时间内,A、B的加速度;
(2)若F=5N,物体A在平板车上运动时相对平板车向前滑行的最大距离; (3)如果要使A不至于从平板车B上滑落,拉力F大小应满足的条件.
23.沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在A点(如图6),足球重为10N,网兜的重量不计。足球与墙壁的接触点为B,悬绳与墙壁的夹角为37°。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)悬绳的拉力; (2)墙壁对球的支持力。
(3)A点绳子断开,求3s下落的位移和速度
24.如图所示,小车内的底面是光滑的,左下角放一个小球B,右壁上用绳挂一个相同的小球A,两个球的质量均为4kg,悬挂线与右壁成37°角,小车向右加速前进。当右壁对A球的弹力为零时(sin37°=0.6,c0s37°=0.8,g=10m/s2),求
(1)小车的加速度 (2)绳对A球拉力大小 (3)左壁对B球的弹力大小。 25.如图所示,一物体从高为
,倾角
斜坡上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入
水平向右运动的传送带上设经过B点前后速度大小不变,物体与斜坡和传送带的动摩擦因数均为
,传送带长为10m,传送带匀速运动的速度为
,求:
取
,
,
物体到达B点时的速度。
物体从A点到C点离开传送带的时间。 【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 A C C C D D B B 二、填空题 13.mgsinθ,增大、减小都有可能
A C 14.(M+m)gsinθ/M 15.
N M4
16.7×10kg 17.B;A;7.9; 三、实验题 18.
5
19.BC mgL 质量较大,直径较小,外表光滑
20.C ADE m1·OM+m2·ON=m1·OP 四、解答题
21.(1)μ=0.5(2)9.1N(3)s=7.3m 【解析】 【详解】
(1)物体先做匀加速运动后做匀加速运动,由图像可知加速阶段
。
由牛顿第二运动定律知匀减速运动摩擦力提供合外力,(2)匀加速阶段
,
得
减速阶段加速度为
代入数据得F=9.1N
,达到最大速度后做匀加速运动2.2s时速度为3m/s。
(3)设匀加速时间为t,则最大速度为由公式
得t=1.4s, t‘=1.8-1.4=0.4s 前1.4s做初速为零的匀加速运动,位移达到最大速度做匀加速运动,0.4s位移所以1.8s内位移为【点睛】
4.9m 2.4m
如何计算加速用的时间是本题的关键,设出加速时间,求出最大速度,再利用减速某一时刻速度列方程计算即可。
22.(1)aA=2 m/s2,【解析】 【分析】
物块滑上平板车,物块做匀减速运动,小车做匀加速直线运动,当两者速度相同时,物块在小车上相对运动的距离最大,结合牛顿第二定律和运动学公式求出物体A在小车上运动时的加速度和相对小车滑行的最大距离;物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度,结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值。另一种临界情况是A、B速度相同后,一起做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律求出拉力的最大值,从而得出拉力F的大小范围. 【详解】
(1)由牛顿第二定律,对物体A有:对平板车B有:
①
得aA=μg=2 m/s2
;(2)0.5m;(3)1N≤F≤3N
得:
(2)物体A滑上平板车B以后,物体作匀减速运动,平板车作匀加速运动,两者速度相同时,物体A在平板车上相对小车向前滑行的距离最大。 有
得:t=0.25s 此过程:A滑行距离: B滑行距离:
m
此时物体A相对小车向前滑行的距离最大:
(3)物体A不从车右端滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v1, 则:
………②
又:……………③
m/s2
由② ③式,可得:代入①式得:
若F<1N,则A滑到B的右端时,速度仍大于B的速度,于是将从小车B的右端滑落。
当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才不会从B的左端滑落。 即有:
μm1g =m1am
解之得:F=3N 若F大于3N,A就会从小车B的左端滑下。 综上:力F应满足的条件是: 1N≤F≤3N 23.(1)12.5N(2)7.5N(3)45m;30m/s 【解析】 【分析】
足球受重力、墙壁的支持力和绳子的拉力处于平衡,根据合力为零,运用平行四边形定则求出悬绳的拉力和支持力. 【详解】
(1)足球受重力、拉力和支持力平衡,受力如图:
,
运用合成法,根据几何知识得,绳子对球的拉力:(2)N=mgtan370=10×0.75N=7.5N
(3)A点绳子断开后,足球做自由落体运动,则3s下落的位移:
速度v=gt=30m/s 【点睛】
求解共点力平衡的方法有多种,可以采取合成法、分解法和正交分解法.
24.(1)小车的加速度为7.5m/s。(2)绳对A球的拉力大小是50N;(3)左壁对B球的压力大小是30N 【解析】 【详解】
(1)设小车的加速度为a,对小球A受力分析如下图所示。
2
对A球,由牛顿第二定律得: mgtan37°=ma
解得:a=gtan37°=7.5m/s2。
(2)对A球,竖直方向有:Fcos37°=mg 可得绳子对A球的拉力大小为:F=50N
(3)以B球为研究对象,根据牛顿第二定律得左壁对B球的压力大小为: N=ma=4×7.5N=30N 25.(1)4m/s;(2)5.6s 【解析】 【详解】
(1) 在斜坡上,物体重力,摩擦力,支持力,由牛顿第二定律可得: mgsinα-f=ma1 在垂直斜面方向上: FN=mgcosα f=μFN
代入数据解得:a1=gsinα-μgcosα=10×0.6-0.25×10×0.8=4m/s2 又因为 h=x1sinα
vB=a1t1
代入数据解得:
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