【题目】如图所示,一个人用与水平方向成= 370角的斜向下的推力F推一个质量为20 kg的箱子以4m/s匀速前进,如图(a)所示,箱子与水平地面间的动摩擦因数为=0.50.求:
(1)推力F的大小;
(2)若该人不改变力F的大小,只把力的方向变为与水平方向成370角斜向上去拉这个静止的箱子,如图(b)所示,拉力作用2.0 s撤去后,箱子最多还能运动多长距离?(g取10 m/s2).
【答案】(1)200 N(2)14.4m
【解析】试题分析:(1)对物体进行受力分析,物体做匀速运动故所受合力为0,根据平衡方程求解物体所受推力F的大小;(2)对物体进行受力分析,在拉力F作用下做匀加速运动,由牛顿运动定律求出加速度,从而求出作用2s末的速度,再根据撤去力F后在摩擦力作用下做匀减速运动,再由牛顿运动定律求出减速运动的加速度,根据速度时间关系求解物体还能运动的位移.
(1)对箱子进行受力分析如右图所示
根据力的平衡对箱子有:,且
解得:F=200N
(2)在图乙的情况下,物体先以加速度做匀加速运动,再以加速度做匀减速运动直到停止.
对物体,根据牛顿第二定律得:
由运动学知识有:
当撤去外力F后,根据牛顿第二定律有:
由运动学知识有:
联立解得:
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【题目】“中星11号”是一颗地球同步卫星,它主要用于为亚太地区等区域用户提供商业通信服务。如发射过程的示意图,先将卫星发射至近地圆轨道I,速度为v1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,在椭圆轨道上P、Q点的速度分别为v2P和v2Q,最后再一次点火,将卫星送入同步圆轨道3,速度为v3,轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是
A. 四个速率的大小顺序为:v2Q>v2P,v2P<v3<v1 ,v3与v2Q的大小不能比较
B. 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度小于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D. 卫星在轨道1上的机械能小于它在轨道3上的机械能
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【题目】如图所示,一个m=3kg的物体放在粗糙水平地面上,从t=0时刻起,物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动,在0~3s时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图所示.已知物体与地面间的动摩擦因数处处相等.则( )
A. 在0~3s时间内,物体的速度先增大后减小
B. 3s末物体的速度最大,最大速度为
C. 2s末F最大,F的最大值为12N
D. 前2s内物体做匀变速直线运动,力F大小保持不变
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【题目】如图甲所示,竖直面MN的左侧空间中存在竖直向上的匀强电场(上、下及左侧无边界)。一个质量为、电荷量为、可视为质点的带正电小球,以水平初速度沿PQ向右做直线运动。若小球刚经过D点时(t=0),在电场所在空间叠加如图乙所示随时间周期性变化、垂直纸面向里的匀强磁场,使得小球再次通过D点时与PQ连线成60°角。已知D、Q间的距离为(+1)L,t0小于小球在磁场中做圆周运动的周期,忽略磁场变化造成的影响,重力加速度为g,求
(1)电场强度E的大小
(2)t0与t1的比值
(3)小球过D点后将做周期性运动, 则当小球运动的周期最大时,求出此时的磁感应强度的大小B0
及运动的最大周期Tm
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【题目】如图甲所示,在倾角为的光滑斜面上,有一个质量为m的物体受到一个沿斜面向上的变力F作用下,由静止开始运动。物体的机械能E随路程x的变化关系如图乙所示,其中0 - xl、x2 -x3过程的图线是曲线,x1- x2过程的图线为平行于x轴的直线,且x=0处曲线的切线斜率与x=x2处曲线的切线斜率相等。则下列说法中正确的是( )
A. 物体一直沿斜面向上运动
B. 在0 -x1过程中,物体的加速度大小先减小后增大
C. 在x1- x2过程中物体的重力势能一直在增加
D. 在x2- x3过程中物体的动能先减少后增加
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【题目】如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比,原线圈接图乙所示的正弦交流电,副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻 (阻值随温度的升高而减小)及报警器P(有内阻)组成闭合电路,回路中电流增加到一定值时报警器P将发出警报声,则以下判断正确的是( )
A. 变压器原线圈中交流电压的瞬时表达式
B. 电压表示数为9V
C. 处温度升高到一定值时,报警器P将会发出警报声
D. 处温度升高时,变压器的输入功率变小
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【题目】如图甲所示的装置,可用于探究恒力做功与速度变化的关系。水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。实验时首先保持轨道水平,通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力,再进行后面的操作,并在实验中获得以下测量数据:小车、力传感器和挡光板的总质量M,平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0,挡光板的宽度d,光电门1和2的中心距离s。
(1)实验需用20分度的游标卡尺测量挡光板的宽度d,如图乙所示,d=________mm。
(2)某次实验过程,力传感器的读数为F,小车通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),砝码盘和砝码的质量为m,已知重力加速度为g,则对该小车,实验要验证的表达式是________。
A. B.
C. D.
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【题目】如图所示,一台理想变压器的原副线圈匝数比为,原线圈电路中串联了一只灯泡A,副线圈电路中并联了三只灯泡B、C和D。这四只灯泡完全相同,且电阻保持恒定,则下列选项中正确的是
A. 若A正常发光,B、C和D也一定正常发光
B. 若A正常发光,B、C和D一定比A亮
C. 若A正常发光,且消耗功率为P,则B消耗的功率一定为
D. 若A正常发光且两端电压为U,则交流电表V的示数为
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【题目】CR400复兴号动车组则车在某次试验运行中,小明根据列车显示屏上的速度显示每隔五秒种记录一次速度值,画出了从列车启动到达到标准速度的一段时间内的速度-时间图线,如图所示,其中OA段为直线,AB段为曲线,BC段为直线.60s后,列车以额定功率行驶。通过查阅资料可知动车组列车总质量为600t,列车运行机械阻力恒为1.46×104N,列车运行速度在200km/h以下时空气阻力f风=kv2(k=6.00N·m-2·s2,v为列车速度)。小明根据以上信息做出的以下判断确的是( )
A. 启动最初60s时间内动车组牵引力和空气阻力做的总功约为1.3×107J
B. 动车组的额定功率可达9.6×103kW
C. 列车速度为180km/h时的加速度约为0.27m/s2
D. 以标准速度匀速行驶时的空气阻力为6.0×104N
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