【題目】(15分)如圖所示,一個人用與水平方向成θ= 300角的斜向下的推力F推一個質(zhì)量為20 kg的箱子勻速前進,如圖(a)所示,箱子與水平地面間的動摩擦因數(shù)為=0.40.求:
(1)推力F的大;
(2)若該人不改變力F的大小,只把力的方向變?yōu)榕c水平方向成300角斜向上去拉這個靜止的箱子,如圖(b)所示,拉力作用2.0 s后撤去,箱子最多還能運動多長距離?(g取10 m/s2).
【答案】(15分)(1)120N (2)2.88m
【解析】
(1)對物體進行受力分析,物體做勻速運動故所受合力為0,根據(jù)平衡方程求解物體所受推力F的大;
(2)對物體進行受力分析,在拉力F作用下做勻加速運動,由牛頓運動定律求出加速度,從而求出作用2s末的速度,再根據(jù)撤去力F后在摩擦力作用下做勻減速運動,再由牛頓運動定律求出減速運動的加速度,根據(jù)速度時間關(guān)系求解物體還能運動的位移.
(1)在圖(a)情況下,對箱子進行受力分析有:箱子受豎直向下的重力、地面豎直向上的支持力、推力和水平面的摩擦力作用,由于箱子處于平衡狀態(tài),故
在水平方向滿足:Fcosθ-f=0… ①
在豎直方向滿足:Fsinθ+mg-N1=0… ②
而摩擦力的大小滿足:f=μN1 …③
由②式得N1=Fsinθ+mg…④
將④代入③得f=μ(Fsinθ+mg)… ⑤
將⑤代入①得:Fcosθ=μ(Fsinθ+mg)
整理得:
(2)在圖(b)情況下,物體先以加速度a1做勻速運動,對物體進行受力分析有:
在水平方向滿足:Fcosθ-f=ma1
在豎直方向滿足:mg--Fsinθ-N2=0
而摩擦力的大小滿足:f=μN2
所以物體產(chǎn)生的加速度為:
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【題目】(14分)如圖所示,一個質(zhì)量為M長為L的圓管豎直放置,頂端塞有一個質(zhì)量為m的彈性小球,M=5m,球和管間的滑動摩擦力和最大靜摩擦力大小均為5mg.管從下端離地面距離為H處自由落下,運動過程中,管始終保持豎直,每次落地后向上彈起的速度與落地時速度大小相等,不計空氣阻力,重力加速度為g.求:
(1)管第一次落地彈起時管和球的加速度;
(2)管第一次落地彈起后,若球沒有從管中滑出,則球與管達到相同速度時,管的下端距地面的高度;
(3)管第二次彈起后球不致滑落,L應(yīng)滿足什么條件.
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【題目】如圖甲所示,電荷量為的帶正電的小物塊置于絕緣水平面上,所在空間存在方向沿水平向右的電場,電場強度E的大小與時間t的關(guān)系如圖乙所示,前4s內(nèi)物塊運動速度v與時間t的關(guān)系如圖丙所示,取重力加速度。求
(1)前2s內(nèi)電場力做的功
(2)物塊的質(zhì)量m
(3)物塊在前6s內(nèi)的位移大小
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【題目】如圖所示,太陽神車由支架撐起近似光滑的橫軸,軸上懸吊一個巨大的擺,游客被固定在擺最前端的大圓盤A上。擺可繞軸在豎直平面內(nèi)左右擺動,擺動幅度可達 180°,同時 A 也可繞其中心軸自轉(zhuǎn),可為游客提供高達 4.3g的加速度。啟動電機,將擺拉至左側(cè)成水平后釋放,不考慮 A 的自轉(zhuǎn),則在擺無動力擺動的過程中
A. 當擺處于右側(cè)最高點時,游客受力平衡
B. 當擺再次到達左側(cè)最高點時,游客可體驗最大的加速度
C. 上擺的過程中,座椅對游客的作用カ一直大于他的重力
D. 下擺的過程中,座椅對游客的作用力先小于他的重力后大于他約重力
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【題目】如圖。窗口上、下沿間的高度差為 H,墻厚為 d。建筑工人在距墻壁為 L、窗口上沿為 h 處的 P 點,將一小重錘以一定的初速度垂直墻壁、水平拋給室內(nèi)的同伴,重錘直接穿過窗口進入室內(nèi)(不會同時觸及上下沿)。下列說法正確的是( )
A. 重錘從上沿進人并穿過窗口,比從窗口下沿進入室內(nèi)時拋出的初速度大
B. 若增大 h,同時減小拋出的初速度,重錘一定能直接穿過窗口
C. 若只增大 L,重錘可能撞到窗口的上沿
D. 若只減小 L,重錘可能撞到窗口的下沿
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【題目】如圖所示,在水平地面上O點正上方不同高度的A、B兩點分別水平拋出一小球,如果兩球均落在同一點C上,則兩小球
A. 落地的速度大小可能相同
B. 落地的速度偏向角可能相同
C. 兩個小球下落時間一定不同
D. 兩個小球拋出時的初速度可能相同
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【題目】長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪.輕繩跨過滑輪,一端與小車連接,車內(nèi)放上5 個相同的鉤碼,另一端可懸掛鉤碼。小車的右端固定有寬度為d 的遮光片。利用如圖的裝置,實驗小組探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系。他們進行了如下操作,完成步驟中的填空:
(1)從小車內(nèi)取1 個鉤碼掛在輕繩的右端,將小車從A 處由靜止釋放,測出A、B 間的距離為x、遮光片通過光電門的時間為t1,則遮光片通過光電門的瞬時速度v1=____; 小車的加速度a1=______。(用已知和測得的物理量符號表示)
(2)再從小車內(nèi)取1 個鉤碼掛在右端鉤碼的下方(共2 個),仍將小車從A 處由靜止釋放,測出遮光片通過光電門的時間為t2,用m 表示一個鉤碼的質(zhì)量,用M 表示小車的質(zhì)量(不含鉤碼),為達到實驗?zāi)康,本次操作需要驗證的關(guān)系式為__________。(重力加速度為g,用已知和測得的物理量符號表示)
(3)依次取3、4、5 個鉤碼掛在輕繩右端,重復(fù)以上操作,得到一系列遮光片通過光電門的時間t。用F 表示右端所掛鉤碼的總重量,如果實驗操作無誤,作出的下列圖象中正確的是_____
(4)下列措施中,能夠減小實驗誤差的是_____
A、保證輕繩下端所掛鉤碼的總質(zhì)量遠小于小車與車內(nèi)鉤碼的總質(zhì)量
B、實驗前應(yīng)平衡摩擦力
C、細線在桌面上的部分應(yīng)與長木板平行
D、圖中AB 之間的距離應(yīng)盡量小些
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【題目】(1)下圖是某同學(xué)在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶。
①已知打點計時器電源頻率為 50Hz,則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為_________。
②ABCD 是紙帶上四個計數(shù)點,每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出。從圖中讀出 A、B 兩點間距 s=__________cm;C 點對應(yīng)的速度是________m/s(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
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【題目】一吊橋由六對鋼桿對稱懸吊著,六對鋼桿在橋面上分列兩排,其上端掛在兩根鋼纜上,圖為其一截面圖。已知圖中相鄰兩桿距離相等,AA′=DD′,BB′=EE′,CC′=PP′,又已知兩端鋼纜與水平面成45°角,若吊橋總重為G,鋼桿自重忽略不計,為使每根鋼桿承受負荷相同,求:
(1)作用在C.P兩端與水平成45.鋼纜的拉力大。
(2)CB鋼纜的拉力大小和方向?
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