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題目列表(包括答案和解析)

如圖所示,粗糙的斜面AB下端與光滑的圓弧軌道BCD相切于B,整個(gè)裝置豎直放置,C是最低點(diǎn),圓心角∠BOC=37°,D與圓心O等高.圓弧軌道半徑R=0.5m,斜面長L=2M.現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的小物體P從斜面AB上端A點(diǎn)無初速下滑,物體P與斜面AB之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25.求:
(1)物體P第一次通過C點(diǎn)時(shí)的速度大小和對C點(diǎn)處軌道的壓力各為多大?
(2)物體P第一次離開D點(diǎn)后在空中做豎直上拋運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,則最高點(diǎn)E和D點(diǎn)之間的高度差為多大?
(3)物體P從空中又返回到圓軌道和斜面.多次反復(fù),在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,物體P對C點(diǎn)處軌道的最小壓力為多大?(取g=10m/s2,)

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(2011?西安模擬)為了測量某住宅大樓每層的平均高度(層高)及電梯運(yùn)行情況,甲、乙兩位同學(xué)在一樓電梯內(nèi)用電子體重計(jì)及秒表進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):一質(zhì)量為m=50kg的甲同學(xué)站在體重計(jì)上,乙同學(xué)記錄電梯從地面一樓到頂層全過程中,體重計(jì)示數(shù)隨時(shí)間變化的情況,并作出了如圖所示的圖象,已知t=0時(shí),電梯靜止不動(dòng),從電梯內(nèi)樓層按鈕上獲知該大樓共19層(g取10m/s2).求:(1)電梯啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的加速度大小;(2)該大樓的層高.

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有一帶負(fù)電的小球,其帶電量q=-2×10-3C.如圖所示,開始時(shí)靜止在場強(qiáng)E=200N/C的勻強(qiáng)電場中的P點(diǎn),靠近電場極板B有一擋板要S,小球與擋板S的距離h=5cm,與A板距離H=45cm,重力作用不計(jì).在電場力作用下小球向左運(yùn)動(dòng),與擋板S相碰后電量減少到碰前的k倍,已知k=
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,而碰后小球的速度大小不變.
(1)設(shè)勻強(qiáng)電場中擋板S所在位置的電勢為零,則電場中P點(diǎn)的電勢為多少?小球在P點(diǎn)時(shí)的電勢能為多少?(電勢能用E來表示)
(2)小球從P點(diǎn)出發(fā)第一次回到最右端的過程中電場力對小球做了多少功?
(3)小球經(jīng)過多少次碰撞后,才能抵達(dá)A板?(取lg1.2=0.08)

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(2007?廣東)在驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)中有如圖(a)所示的裝置,小車放在斜面上,車前端拴有不可伸長的細(xì)線,跨過固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連,小車后面與穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連.開始時(shí),小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置,重物到地面的距離小于小車到滑輪的距離.啟動(dòng)計(jì)時(shí)器,釋放重物,小車在重物牽引下,由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng),重物落地后,小車會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)一段距離.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz.圖(b)中a、b、c是小車運(yùn)動(dòng)紙帶上的三段,紙帶運(yùn)動(dòng)方向如圖箭頭所示.

(1)根據(jù)所+提供的紙帶和數(shù)據(jù),計(jì)算打c段紙帶時(shí)小車的加速度大小為
5
5
m/s2(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
(2)打a段紙帶時(shí),小車的加速度大小是2.5m/s2,請根據(jù)加速度的情況,判斷小車運(yùn)動(dòng)的最大速度可能出現(xiàn)在b段紙帶中的
D4D5
D4D5
兩點(diǎn)之間.
(3)若g取10m/s2,由紙帶數(shù)據(jù)可推算出重物m與小車的質(zhì)量M之比為m:M=
1:1
1:1

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如圖所示,質(zhì)量為m的小球,由長為l的細(xì)線系住,線能承受的最大拉力是9mg,細(xì)線的另一端固定在A點(diǎn),AB是過A的豎直線,E為AB上的一點(diǎn),且AE=0.5l,過E作水平線EF,在EF上釘鐵釘D,現(xiàn)將小球拉直水平,然后由靜止釋放,小球在運(yùn)動(dòng)過程中,不計(jì)細(xì)線與釘子碰撞時(shí)的能量損失,不考慮小球與細(xì)線間的碰撞.
(1)若釘鐵釘位置在E點(diǎn),求細(xì)線與釘子碰撞前后瞬間,細(xì)線的拉力分別是多少?
(2)若小球能繞釘子在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),求釘子位置在水平線EF上距E點(diǎn)距離的取值.

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高考真題

1.【解析】物體從阻力很小的斜面從靜止開始滾下時(shí),由牛頓第二定律可得加速度a=gsinθ

是一個(gè)定值,再由勻變度直線運(yùn)動(dòng)速度公式可得v=at

【答案】B

2.【解析】依題意,若兩物體依然相對靜止,則a的加速度一    

定水平向右,如圖將加速度分解為垂直斜面與平行于斜面,則垂直斜面方向,N-mgcosθ=may,即支持力N大于mgcosθ,與都靜止時(shí)比較,a與b間的壓力增大;沿著斜面方向,若加速度a過大,則摩擦力可能沿著斜面向下,即a物塊可能相對b向上滑動(dòng)趨勢,甚至相對向上滑動(dòng),故A錯(cuò),B、C正確;對系統(tǒng)整體,在豎直方向,若物塊a相對b向上滑動(dòng),則a還具有向上的分加速度,即對整體的牛頓第二定律可知,系統(tǒng)處于超重狀態(tài),b與地面之間的壓力將大于兩物體重力之和,D錯(cuò)。

【答案】BC

3.【解析】如圖所示,設(shè)繩中張力為T,A、B、C共同的加速度為a,與C相連部分的繩與豎直線夾角為α,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律,對A、B、C 組成的整體有

F=3ma …①

對B有     F-T=ma ②   對C有     Tcosα=mg ③

           Tsinα=ma  ④

聯(lián)立①②式得:T=2ma…⑤

聯(lián)立③④式得: T2=m2(g2+a2) ⑥

聯(lián)立⑤⑥式得:

利用①⑦式得  ……   

【答案】

4.【解析】這是一個(gè)物體的受力和時(shí)間關(guān)系的圖像,從圖像可以看出在前兩秒力的方向和運(yùn)動(dòng)的方向相同,物體經(jīng)歷了一個(gè)加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng)和加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),2少末速度達(dá)到最大,從2秒末開始到4秒末運(yùn)動(dòng)的方向沒有發(fā)生改變而力的方向發(fā)生了改變與運(yùn)動(dòng)的方向相反,物體又經(jīng)歷了一個(gè)加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)和加速度逐漸減小的減速的和前2秒運(yùn)動(dòng)相反的運(yùn)動(dòng)情況,4秒末速度為零,物體的位移達(dá)到最大,所以D正確。

【答案】D

5.【解析】(1)從圖中可以看郵,在t=2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員做勻加速運(yùn)動(dòng),其加速度大小為   

m/s2=8m/s2

設(shè)此過程中運(yùn)動(dòng)員受到的阻力大小為f,根據(jù)牛頓第二定律,有mg-f=ma   

得           f=m(g-a)=80×(10-8)N=160N

(2)從圖中估算得出運(yùn)動(dòng)員在14s內(nèi)下落了

                     39.5×2×2m=158

根據(jù)動(dòng)能定理,有

所以有    =(80×10×158-×80×62)J≈1.25×105J

(3)14s后運(yùn)動(dòng)員做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

              s=57s

運(yùn)動(dòng)員從飛機(jī)上跳下到著地需要的總時(shí)間

              t=t+t′=(14+57)s=71s

【答案】(1)160N (2) (3)71S )

6.【解析】因?yàn)槭艿阶枇,不是完全失重狀態(tài),所以對支持面有壓力,A錯(cuò)。由于箱子阻力和下落的速度成二次方關(guān)系,最終將勻速運(yùn)動(dòng),受到的壓力等于重力,最終勻速運(yùn)動(dòng),BD錯(cuò),C對。

【答案】C

7.【解析】對小球受力分析,當(dāng)N為零時(shí),小球的合外力水平向右,加速度向右,故小車可能向右加速運(yùn)動(dòng)或向左減速運(yùn)動(dòng),A對C錯(cuò);當(dāng)T為零時(shí),小球的合外力水平向左,加速度向左,故小車可能向右減速運(yùn)動(dòng)或向左加速運(yùn)動(dòng),B對D錯(cuò)。解題時(shí)抓住N、T為零時(shí)受力分析的臨界條件,小球與車相對靜止,說明小球和小車只能有水平的加速度,作為突破口。

【答案】AB

 

8.【解析】由牛頓第二定律得:mg-f=ma

                         

        拋物后減速下降有:

                          Δv=a/Δt

                    解得:

【答案】101kg

9.【解析】由機(jī)械能守恒定律得,

物塊先在傳送帶上作勻減速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為

通過的位移為;                   

物塊再在傳送帶上作勻加速直線運(yùn)動(dòng),其末速度由,

則勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,通過的位移為,然后再作勻速運(yùn)動(dòng),其位移為通過的位移為,勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,

所以物塊在傳送帶上第一次往返所用的時(shí)間為.

【答案】

             

10.【解析】此題以直升機(jī)取水救火為背景,考查力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系中的勻速和加速直線運(yùn)動(dòng),因直升機(jī)沿水平方向勻速飛往水源取水滅火,所以水箱受力平衡,由平衡條件可得 

所以;直升機(jī)返回時(shí),由牛頓第二定律得

。聯(lián)立兩式得,水箱中水的質(zhì)量M=

【答案】M=

 

名校試題

1.【解析】(1)小球從離開平板車開始至落到地面所用的時(shí)間

                                  

    (2)   小球放到平板車后相對地面靜止,小車的加速度為

          

    小車向右運(yùn)動(dòng)的距離為            

   小于4m,所以小球不會(huì)從車的左端掉下.小車向右運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為                    

    小車向左運(yùn)動(dòng)的加速度為

              

     小車向左運(yùn)動(dòng)的距離為             

    小車向左運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為              

  (3) 小球剛離開平板車瞬間,小車的速度方向向左,大小為

                           

小球離開車子后,車的加速度為              

     車子向左運(yùn)動(dòng)的距離為      

     從小球輕放上平板車到落地瞬間,平板車的位移大小X= x1 + x2+ x3 =5.175m

【答案】5.175m                                 

2.【解析】(1)當(dāng)f=mg時(shí),雨點(diǎn)達(dá)到最終速度,則

                

                            

 (2)由牛頓第二定律得,               

 則                              

解得,即。                    

【答案】

3.【解析】①

       

     

    ②落地時(shí)速度     

     

【答案】

4.【解析】對薄板由于Mgsin37?m(M+m)gcos37故滑塊在薄板上滑動(dòng)時(shí),薄板靜止不動(dòng). 對滑塊:在薄板上滑行時(shí)加速度a=gsin37=6m/s,至B點(diǎn)時(shí)速度V==6m/s。

滑塊由B至C時(shí)的加速度a= gsin37-mgcos37=2 m/s,滑塊由B至C用時(shí)t,由L=Vt+at即t+6t-7=0  解得t=1s

對薄板:滑塊滑離后才開始運(yùn)動(dòng),加速度a= gsin37-mgcos37=2 m/s,滑至C端用時(shí)t==s

故滑塊、平板下端B到達(dá)斜面底端C的時(shí)間差是△t= t-t=-1=1.65s

【答案】1.65s

 

5.【解析】(1)由動(dòng)能定理

                                              

解得                                                                               

(2)滑塊沿BC段向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小                                       滑塊做減速運(yùn)動(dòng),速度為0時(shí)所用的時(shí)間                                     對滑塊受力分析:

                                    所以后滑塊靜止在斜面上

              由             得   

【答案】

6.【解析】(1)由圖像可知:物體所受摩擦力f=3N

由牛頓第二定律F-f=ma;可得

   (2)N=mg=10N,μ                                 

【答案】1kg  

7.【解析】(1)米袋在AB上加速時(shí)的加速度

米袋的速度達(dá)到=5m/s時(shí),滑行的距離,因此米加速

一段后與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn),到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度v0=5m/s,設(shè)米袋在CD上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,由牛頓第二定律得

  代人數(shù)據(jù)得a=10m/s2

  所以,它能上滑的最大距離

  (2順斜部分傳送帶沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),米袋速度減為4m/s之前的加速度為

  …………

  速度減為4m / s時(shí)上滑位移為

  米袋速度等于4m/s時(shí),滑動(dòng)摩擦力方向改變,由于,故米繼續(xù)向上減速運(yùn)動(dòng)…

    米袋速度小于4m/s減為零前的加速度為-

   

    速度減到0時(shí)上滑位移為

    可見,米袋速度減速到0時(shí),恰好運(yùn)行到D點(diǎn)。

    米袋從C運(yùn)動(dòng)到D所用的時(shí)間

【答案】

8.【解析】(1)板在摩擦力作用下向右做勻加速運(yùn)動(dòng)直至與物塊速度相同,此時(shí)物塊剛到達(dá)板的中點(diǎn),設(shè)木板加速度為a1,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,

對木板有 μ1mg = Ma、v = a1t1                        ∴t1 =          

設(shè)在此過程中物塊前進(jìn)位移為s1,板前進(jìn)位移為s2,則

s1 = vt1、  s2 = t1    又因?yàn)閟1 - s2 = ,-

由以上幾式可得

物塊與板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1= 、板的位移s2 = .

(2)設(shè)板與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,物塊在板上滑行的時(shí)間為t2,木板的加速度為a2,對板有 μ1mg ― μ2(m + M) g  = Ma2,  

且v = a2t2  解得t2 =

又設(shè)物塊從板的左端運(yùn)動(dòng)到右端的時(shí)間為t3,則

vt3 ―t3 = l,    t3 =      --

為了使物塊能到達(dá)板的右端,必須滿足 t2 ≥ t3 ?

,則μ2 -

所以為了使物塊能到達(dá)板的右端,板與桌面間的摩擦因數(shù)μ2-

【答案】

9.【解析】對于啟動(dòng)狀態(tài)有:          得         

對于制動(dòng)狀態(tài)有:                 得                               

(2)電梯勻速運(yùn)動(dòng)的速度          

從圖中讀得,電梯勻速上升的時(shí)間t2=26s,電梯運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t=28s

所以總位移         層高                                 

【答案】

10.【解析】(1)電梯在最初加速階段0~3.0S內(nèi)加速度為,重物受到的支持力為,根據(jù)牛頓第二定律,得:

最后減速階段13.0~19.0s內(nèi),重物加速度大小為,重物受到的支持力為,根據(jù)牛頓第二定律,得:

                                          

(2)在三秒末重物的速度:m/s                      

     (3)設(shè)在全程內(nèi)電梯的位移為,電梯加速、勻速、減速運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間為、、,得:

                                            

代入數(shù)據(jù)得:m                                              

       則平均每層樓高為m=3。16m                            

【答案】(1)  (2)m/s(3)3。16m

考點(diǎn)預(yù)測題

1.【解析】設(shè)斜面C的傾角為,以A?B整體為研究對象,由牛頓第二定律求得整體的加速度為a=gin。假設(shè)A。B之間有摩擦力,且為f,再隔離物體B,由牛頓第二定律得: f +mgin=ma    代入a得f=0  所以選項(xiàng)C正確。

【答案】C

2.【解析】很顯然,求加速度用整體法,求張力用隔離法

(1)以物體和繩整體為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律可得:

F=(M+m)a,解得a=F/(M+m).

(2)以物體和靠近物體x長的繩為研究對象,如圖20所示。根據(jù)牛頓第二定律可得:Fx=(M+mx/L)a=(M+) .

由此式可以看出:繩中各處張力的大小是不同的,當(dāng)x=0時(shí),繩施于物體M的力的大小為

【答案】a=F/(M+m) 

3.【解析】此題在電梯上探究物體的失重與超重,通過圖象表示彈簧彈力隨時(shí)間變化的關(guān)系,由圖可知,內(nèi)物體處于靜止?fàn)顟B(tài);從時(shí)刻t1t2 內(nèi),因彈力小于10N,鉤碼的合力方向向下,即加速度向下,所以處于失重狀態(tài),故選項(xiàng)A正確,同理,選項(xiàng)B對;   

綜合全過程,若物體開始在15樓,由圖可知,t1t2合力向下,則加速向下,t2t3合力為零,勻速向下,t3合力向上,但速度向下,所以減速向下,最后合力為零,物體靜止。故選項(xiàng)C也正確。顯然D項(xiàng)錯(cuò)。

【答案】AC

 

4.【解析】本題是一道與交通有關(guān)的力學(xué)綜合試題,考查學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力。近年來,此類以實(shí)際問題為背景的試題出現(xiàn)的較為頻繁。此類試題考查學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析解決物理問題的能力,體現(xiàn)了以能力立意的高考命題指導(dǎo)思想。本題的情景是學(xué)生比較熟悉的,涉及到力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓定律、物理圖象等知識(shí)點(diǎn),雖然綜合了較多知識(shí)點(diǎn),但難度不大,更加突出“雙基”和“主干”,符合近年來高考命題的趨勢和要求.               

(1)設(shè)汽車的質(zhì)量為m,輪胎與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,

由牛頓第二定律得,    由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得,   

        即剎車痕跡與剎車前車速的平方成正比。

(2)汽車相撞時(shí)的速度為40km/h,從這個(gè)速度減到零,汽車還要向前滑行10m,撞前汽車已經(jīng)滑行20m,所以,如果汽車不相撞,滑行30m停下;30m對應(yīng)的初速度如圖中的A點(diǎn)對應(yīng)速度。汽車剎車前的速度為68km/h

【答案】(1)    (2)68km/h

5.【解析】完成起飛時(shí),升力的大小等于重力的大小,即

        飛機(jī)的加速度

    根據(jù)牛頓第二定律得:

【答案】

6.【解析】(1)在離地面高于時(shí),座艙做自由落體運(yùn)動(dòng),處于完全失重狀態(tài),所以鉛球?qū)κ譀]有作用力.

(2)設(shè)座艙自由下降高度為時(shí)的速度為,制動(dòng)時(shí)的加速度為,制動(dòng)高度為,由       得:

聯(lián)立解得:  根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得:

代入數(shù)據(jù)解得:.

【答案】

7.【解析】解此題的關(guān)鍵有點(diǎn):一是把米尺抽象為質(zhì)點(diǎn)模型,其重心在其幾何中心;二是正確分析米尺的物理過程,米尺的運(yùn)動(dòng)可以分為兩個(gè)階段,先做勻加速直線運(yùn)動(dòng),后做勻減速直線運(yùn)動(dòng):三是能正確地理解、分析一個(gè)臨界狀態(tài),,即米尺恰好掉離桌邊的臨界條件是速度為零。。有較多的同學(xué)沒有考慮到這一臨界狀態(tài),認(rèn)為米尺運(yùn)動(dòng)到桌邊,且具有向前的速度,實(shí)際上這樣求的不是最小力,錯(cuò)解反映出學(xué)生在把實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為物理問題的能力欠缺,無法建立正確的物理圖景,分析綜合能力有待提高,

 由牛頓第二定律與勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解

設(shè)拉力停止作用時(shí)的速度為V,米尺先勻加速度后勻減速運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律,加速階段:  為加速階段的加速度)

           減速階段:    (為減速度階段的加速度)

          由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和幾何條件得:

  聯(lián)立以上三式得:至少為。

【答案】    至少為    

8.【解析】(1)物體從 A 到 B 過程中:

∴ F=ma1= 2N 。                                           

(2)物體從 B 到 C 過程中:

     ∴                           

(3)設(shè)B點(diǎn)的速度為vB,在0.4~2.2s時(shí)間段內(nèi),從v=0.8m/s到 B 點(diǎn)過程,                   

從B點(diǎn)到v=3m/s 過程,                      

   解得:     所以,當(dāng) t =2s時(shí)物體剛好達(dá)到 B 點(diǎn)!            

當(dāng) t=2.1s時(shí),物體在斜面上向上運(yùn)動(dòng),則                                             

【答案】(1)2N   (2)   (3)

9.【解析】1)設(shè)人跳起后重心離地高度為,為完成空中動(dòng)作,必須滿足以下條件:

,

(2)設(shè)人跳起后從的高度下落,下蹲過程受力情況如圖,        

人在地面的作用力和重力的作用下作勻變速運(yùn)動(dòng),由第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得以下幾式:           

解得:    所以H的范圍是:

【答案】

10.【解析】(1)該同學(xué)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程可分為兩個(gè)階段:先是做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng),時(shí)間很短,僅為0.45S;對該同學(xué)在第二階段中運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,可求得兩階段交界時(shí)刻的速度vm/s

該同學(xué)在第一階段中的加速度為a=m/s

設(shè)地面對該同學(xué)的支持力,由牛頓第二定律有mg=ma

N由牛頓第三定律知,他蹬地的力的大小

N

(2)該問中的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程可分為四個(gè)階段:第一階段是下落高度為1.0m的自由下落階段;第二階段是減速時(shí)間為0.25S的勻減速至停下的緩沖階段(此階段人腿彎曲,重心下降);第三階段是用力蹬地使身體由彎曲站直的勻加速上升階段(此階段重心升高的高度與第二階段重心下降的高度相等);第四個(gè)階段是離地后豎直向上的勻減運(yùn)動(dòng)階段,上升高度為0.5m。

第一階段下落1.0m的末速度m/s

第二階段重心下降的高度=m

第三、四階段交界時(shí)刻的速度m/s m/s

從而可計(jì)算出在第三階段中身體重心上升的加速度

設(shè)地面對該同學(xué)的支持力為,由牛頓第二定律有

解得NN

由牛頓第二定律知,該同學(xué)蹬地的作用力的大小N

【答案】(1)N   (2)N

 


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