15.如圖所示斜面,除AB段粗糙外,其余部分都是光滑的,一個物體從頂端滑下,經(jīng)過A、C兩點(diǎn)時的速度相等,且AB=BC,整個過程斜面體始終靜止在水平地面上.則物體在AB段和BC段運(yùn)動過程中( 。
A.速度改變量相同
B.斜面體對水平面的壓力相同
C.重力做功的平均功率相同
D.斜面體受到水平面的靜摩擦力大小和方向均相同

分析 物體經(jīng)過A、C兩點(diǎn)時的速度相等,說明物體在AB段做勻減速運(yùn)動,在BC段做勻加速運(yùn)動.由△v=v-v0研究速度的變化量關(guān)系.由平均速度和位移關(guān)系研究兩段時間關(guān)系,物體在AB段和BC段重力做功相等,根據(jù)平均功率的公式比較平均功率的大小.
根據(jù)平衡,結(jié)合牛頓第二定律確定地面摩擦力的大小,根據(jù)超重、失重判斷整體的受力,由牛頓第三定律確定支持力大。

解答 解:A、物體在AB段速度的變化量為△v1=vB-vA,在BC段速度的變化量△v2=vC-vB,由題,vA=vC,則△v1=-△v2.知速度該變量大小相等,方向相反.故A錯誤.
B、在AB段,物體的加速度沿斜面向上,故超重,對地面的壓力大于重力,在BC段,物體的加速度沿斜面向下,故失重,對地面的壓力小于重力,由牛頓第三定律得,斜面體受到地面支持力的大小不相等,故B錯誤.
C、由xAB=$\frac{{v}_{A}+{v}_{B}}{2}$tAB,xBC=$\frac{{v}_{B}+{v}_{C}}{2}$tBC,vA=vC可知,時間tAB=tBC,在AB段和BC段重力做功相等,則重力做功的平均功率相等.故C正確.
D、在AB段,物體的加速度沿斜面向上,以斜面和物體整體為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律可知,整體有水平向右的合外力,則地面對斜面的靜摩擦力水平向右;在BC段,物體的加速度沿斜面向下,以斜面和物體整體為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律可知,整體有水平向左的合外力,則地面對斜面的靜摩擦力水平向左.又合力相等,故水平分力相等,斜面體受到地面靜摩擦力的大小相等,方向相反,故D錯誤.
故選:C.

點(diǎn)評 本題中要注意加速度、速度的變化量是矢量,只有大小和方向都相同時,加速度或速度變化量才相同.以及知道對于不同加速度的物體,也可以通過整體法進(jìn)行分析.

練習(xí)冊系列答案
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5.閱讀下列關(guān)于磁盤驅(qū)動器的材料,合理選擇材料中的信息完成問題.
由于磁(光)盤是以等密度方式存儲數(shù)據(jù)的(即相同弧長上存儲的信息量相同),因而早期磁盤驅(qū)動器在讀寫磁盤時,采用恒定線速度的方式,它通過變換主軸電機(jī)的角速度,可讓磁(光)頭從盤片的內(nèi)圈移到外圈過程中,單位時間內(nèi)通過的弧長相等.這種讀寫方法的好處在于讀寫速度不受內(nèi)外圈的影響,但必須要求讀寫內(nèi)外圈時電機(jī)角速度不一樣,在驅(qū)動器速度比較高以后,頻繁變換電機(jī)角速度,會影響使用壽命.因此對于高速驅(qū)動器,可采用恒定角速度方式,使主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速不變,保證電機(jī)使用壽命,但也會引起內(nèi)外圈線速度的差異,讀取信息的速度也會有快慢.
最新的技術(shù)是區(qū)域恒定角速度技術(shù),在讀取內(nèi)圈數(shù)據(jù)時,采用恒定線速度方式;在讀取外圈數(shù)據(jù)時,采用恒定角速度方式.這樣既節(jié)約了成本,又提高了性能.目前市面上大部分高速驅(qū)動器都采用這種方式.
(1)在恒定線速度讀取方式下,磁(光)頭在讀取內(nèi)圈數(shù)據(jù)時電機(jī)的角速度ω內(nèi)與讀取外圈數(shù)據(jù)時電機(jī)的角速度ω的大小關(guān)系是ω內(nèi).(選填“>”“=”或“<”)
(2)在區(qū)域恒定角速度技術(shù)下.若已知外圈半徑r1處采用恒定角速度ω讀取,內(nèi)圈半徑r2處采用恒定線速度v讀取.在外圈半徑r1處讀取一定的信息量需要時間t,則在內(nèi)圈半徑r2處讀取相同的信息量需要時間為$\frac{{r}_{1}ωt}{v}$.

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6.在光滑水平面上,放置質(zhì)量分別為m和M(M=2m)的兩個物體,將它們用細(xì)線連接在一起,中間放一個被壓縮的彈簧,彈簧不與物體連接.現(xiàn)將細(xì)線燒斷后,兩物體動量大小之比為1:1,速度大小之比為2:1.

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3.如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一帶電粒子(不計重力)以某一初速度沿圓的直徑方向射入磁場,粒子穿過此區(qū)域的時間為t,粒子飛出此區(qū)域時速度方向偏轉(zhuǎn)60°角,根據(jù)上述條件不能求出下列物理量中的是( 。
A.帶電粒子的比荷B.帶電粒子的初速度
C.帶電粒子在磁場中運(yùn)動的周期D.帶電粒子在磁場中運(yùn)動的半徑

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10.如圖,一質(zhì)量為m 的塑料球形容器放在桌面上,它的內(nèi)部有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧,彈簧直立地固定于容器內(nèi)壁的底部,彈簧上端經(jīng)絕緣物系住一個帶正電荷量q、質(zhì)量也為m的小球.從某時刻起加一個豎直向上的場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場,經(jīng)過一段時間,容器對桌面壓力減為零,在這段時間內(nèi)小球的電勢能改變量大小是$\frac{2mgqE}{k}$,容器對桌面壓力減為零時小球的速度大小是2$\sqrt{\frac{g(Eq-mg)}{k}}$.

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20.質(zhì)量為2kg的物塊放在粗糙水平面上,在水平拉力的作用下由靜止開始運(yùn)動,物塊動能EK與其發(fā)生位移x之間的關(guān)系如圖所示.已知物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,則在x=3m處物塊的加速度大小為1.25m/s2,在前4m位移過程中拉力對物塊做的功為25J.

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7.某興趣小組舉行遙控賽車比賽,比賽路徑如圖所示,可視為質(zhì)點(diǎn)的賽車從起點(diǎn)A出發(fā),沿水平直線軌道運(yùn)動L=10m后,由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R=0.4m的光滑豎直半圓軌道,并通過軌道的最高點(diǎn)C做平拋運(yùn)動,落地后才算完成比賽.B是半圓軌道的最低點(diǎn),水平直線軌道和半圓軌道相切于B點(diǎn),已知賽車質(zhì)量m=0.5kg,通電后電動機(jī)以額定功率P=3W工作,賽車在水平軌道上受到的阻力恒為f=0.4N,g取10m/s2
(1)要使賽車能通過C點(diǎn)完成比賽,經(jīng)過B點(diǎn)的最小速度vm為多少?
(2)要使賽車完成比賽,電動機(jī)工作最短的時間tm為多少?
(3)若賽車過B點(diǎn)速度vB=8.0m/s,R為多少時賽車能完成比賽且落地點(diǎn)離B點(diǎn)的距離最大.

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4.如圖所示,在正三角形區(qū)域內(nèi)存在著方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場.一個質(zhì)量為m、電量為+q的帶電粒子(重力不計)從AB邊的中點(diǎn)O以速度進(jìn)入磁場,粒子進(jìn)入磁場時的速度方向垂直于磁場且與AB邊的夾角為60°.若粒子能從AB邊穿出磁場,則粒子在磁場中運(yùn)動的過程中,粒子到AB邊的最大距離為( 。
A.$\frac{3mv}{2Bq}$B.$\frac{mv}{2Bq}$C.$\frac{\sqrt{3}mv}{Bq}$D.$\frac{2mv}{Bq}$

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5.商場工作人員拉著質(zhì)量m=20kg的木箱沿水平地面運(yùn)動.若用F1=100N的水平力拉木箱,木箱恰好做勻速直線運(yùn)動;現(xiàn)改用F2=150N,與水平方向成53°角斜向上的拉力作用于靜止的木箱上,木箱就做勻加速直線運(yùn)動,如圖所示.已知sin53°=0.80,cos53°=0.60,取重力加速度g=10m/s2.求:

(1)木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)
(2)F2作用在木箱上時,木箱運(yùn)動的加速度大小
(3)F2作用在木箱上4.0s時間內(nèi)木箱移動的距離.

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