(14分)如图所示，质量为m＝2kg的小球穿在长L＝1m的轻杆顶部，轻杆与水平方向成θ＝37°的夹角，将小球由静止释放，1s后小球恰好到达轻杆底端，取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：
⑴小球到达杆底时重力对它做功的功率；
⑵小球与轻杆之间的动摩擦因数μ；
⑶若在竖直平面内对小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力F，小球从静止释放后，将以大小为1m/s2的加速度向下运动，则恒力F大小为多大？
⑴PG＝24W；⑵μ＝0.5；⑶若F垂直于杆向下，F＝4N，若F垂直于杆向上，F＝36N
解析试题分析：⑴根据题意可知，小球在整个运动过程中受重力mg、杆的弹力N1和摩擦力f1作用，做匀加速直线运动，重力做的功为：WG＝mgLsinθ
在整个过程中重力对它做功的平均功率为：
＝
mg
sinθ
因此小球到达杆底时重力对它做功的功率为：PG＝mgvsinθ
根据匀变速直线运动规律可知：＝
联立以上各式解得：PG＝
＝24W
⑵根据匀变速直线运动规律可知，小球在下滑过程中的加速度为：a1＝
根据牛顿第二定律有：mgsinθ－f1＝ma1
在垂直杆方向上有：N1－mgcosθ＝0
根据滑动摩擦定律有：f1＝μN1
联立以上各式解得：μ＝tanθ－
＝0.5
⑶对小球，此时受重力mg、恒力F、杆的弹力N2和滑动摩擦力f2作用，若恒力F垂直于杆向下，则根据牛顿第二定律可知，在垂直于杆方向上有：N2－F－mgcosθ＝0
在沿杆向下方向上有：mgsinθ－f2＝ma2
根据滑动摩擦定律有：f2＝μN2
联立以上三式解得：F＝
－mgcosθ＝4N
若恒力F垂直于杆向上，由于a2＝1m/s2＜a1＝＝2m/s2，因此，施加恒力F后，小球所受的摩擦力变大，杆对小球的弹力变大，即N2＞N1＝mgcosθ
所以此时杆对小球的弹力应垂直于杆向下，在垂直于杆方向上有：F－mgcosθ－N2＝0
联立以上各式解得：F＝＋mgcosθ＝36N
考点：本题主要考查了匀变速直线运动规律、牛顿第二定律、滑动摩擦定律的应用问题，属于中档题。
挑战100单元检测试卷系列答案科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（13分）甲、乙两小孩在平直跑道上做游戏，将质量为m＝10kg的处于静止状态的物体，从同一起跑线开始分别沿直线推动。
（1）第一次只有甲用水平推力F1＝50N持续作用在物体上，经过t1＝3s，物体被推到距离起跑线x＝18m的位置P点，求物体所受的阻力是多大？
（2）第二次只有乙用水平推力F2＝30N持续作用在物体上，在t2＝5s末撤去推力F2，求物体停止运动时距离起跑线多远？
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一。如图所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏，小明与冰车的总质量是40kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05，在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40N的水平推力，使冰车从静止开始运动10s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行。（假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用）。
求：（1）冰车的最大速率；
(2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
汽车在平直公路以10m/s，速度做匀速直线运动，发现前面有情况刹车，加速度大小为2m/s2，
（1）刹车前进24m所用时间
（2）刹车后6s内位移。（8分）
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（12分）汽车前方120m处有一自行车正以6m／s的速度匀速前进，汽车以18m／s的速度追赶自行车，若两车在同一条公路不同车道上作同方向的直线运动，求：
（1）经多长时间，两车第一次相遇?
（2）若汽车追上自行车后立即刹车，汽车刹车过程中的加速度大小为2m／s2，则再经多长时间两车第二次相遇?
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
人类受小鸟在空中飞翔的启发而发明了飞机，小鸟在空中滑翔时获得向上的举力可表示为F=kSv2，式中S为翅膀的面积，v为小鸟飞行的速度，k为比例系数，一小鸟质量为120g，翅膀面积为S1，其水平匀速滑翔的最小速度为12m/s。假定飞机在跑道上滑行时获得向上的举力与小鸟滑翔时获得的举力有同样的规律。现有一架质量为3200kg的飞机，其机翼面积为600S1，若它在跑道上由静止开始匀加速滑行，加速度a=5m/s2，求此飞机起飞前在跑道上滑行的距离。
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
(14分)如图所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿沿与水平面成53°角的恒力拉着它沿水平面运动，已知拉力F＝4.0N，玩具的质量m＝0.5kg，经过时间t＝2.0s，玩具移动了距离x＝4.8m，这时幼儿松开手，玩具又滑行了一段距离后停下．
(1)全过程玩具的最大速度是多大？
(2)松开手后玩具还能运动多远？
(取g＝10m/s2.sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
(9分)如图所示，物体A的质量为10kg，放在水平地面上，物体A与地面间的动摩擦因素µ=0.2，如果用与水平面成37o的力F拉它，F=50N。若物体原来静止，则：
(1)物体2s末的速度是多少？
(2)物体2s 内的位移是多少？
（g=10m/s2，sin37o=0.6，cos37o=0.8）
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科目：高中物理 来源： 题型：计算题
（8分））一辆汽车以10m/s的速度沿平直公路匀速运动，司机发现前方有障碍物立即减速，以 0.2m/s2的加速度做匀减速运动，求减速后一分钟内汽车的位移？
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