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7.如图所示,山坡上距坡底x1=100m处有一泥石流,假设泥石流以a1=2m/s的加速度由静止匀加速倾泻而下,泥石流在坡底拐弯的瞬间速度大小不变,然后在水平地面上做匀减速直线运动,最后停在距坡底x2=40m处,不计泥石流在坡底的机械能损失,求:
(1)泥石流到达坡底的速度大小和在斜坡上的运动时间;
(2)泥石流在水平地面做减速运动的加速度大小.

分析 (1)根据匀变速直线运动的速度位移公式求出泥石流到达坡底的速度大小,根据速度时间关系求解时间.
(2)根据速度位移关系求解减速运动的加速度大小.

解答 解:(1)由速度位移公式${v}_{1}^{2}=2{a}_{1}{x}_{1}$得泥石流到达坡底的速度为:
v1=$\sqrt{2{a}_{1}{x}_{1}}$=$\sqrt{2×2×100}m/s$=20m/s;
在斜坡上的运动时间为:t1=$\frac{{v}_{1}}{{a}_{1}}=\frac{20}{2}s=10s$;
(2)泥石流在水平地面做减速运动的初速度大小为v1,根据位移速度关系可得:
${v}_{1}^{2}=2{a}_{2}{x}_{2}$,
解得:${a}_{2}=\frac{{v}_{1}^{2}}{2{x}_{2}}=\frac{400}{2×40}m/{s}^{2}$=5m/s2
答:(1)泥石流到达坡底的速度大小为20m/s;在斜坡上的运动时间为10s;
(2)泥石流在水平地面做减速运动的加速度大小为5m/s2

点评 对于牛顿第二定律的综合应用问题,关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况,利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度,再根据题目要求进行解答;知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

17.一个原来静止的物体,质量是7kg,在14N的恒力作用下,物体在5s末的速度及前5s内通过的路程分别为(  )
A.8m/s   25mB.2m/s   25mC.10m/s   25mD.10m/s   12.5m

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

18.如图所示,在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度未知,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后恰好能从y轴负半轴上的某点P射出磁场(P点图中未知),不计粒子重力,求
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(2)粒子从M点运动到P点的总时间t;
(3)电场强度的大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

15.如图甲所示,一四分之一光滑圆弧轨道最低点与平台右端B相接并与平台相切,圆弧的半径R=1m,一物块置于A点,AB间距离为2m,物块与平台间的动摩摩擦因数为μ=0.2,现用水平恒力F拉物块从静止向右运动,到B点时撤去拉力,结果物块刚好能滑到四分之一圆弧轨道的最高点,物块的质量为1kg,g=10m/s2,求:
(1)拉力的大小及物块刚滑上四分之一圆弧轨道时对轨道压力的大小;
(2)若将四分之一圆弧轨道竖直向下平移,且圆心与B点重合,如图乙所示,仍用水平恒力F拉物块从静止向右运动,并在B点撤去拉力,则物块第一次与圆弧轨道接触的位置离平台的距离.(计算结果可以用根式表示)

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

2.如图所示,在光滑的水平地面上,质量为m1的物块和质量为m2的小球通过轻弹簧连接,在力F的作用下一起沿水平方向做匀加速运动(物块在地面上,小球在空中),已知力F与水平方向的夹角为θ,则下列说法正确的是(  )
A.物块的加速度为$\frac{Fcosθ}{{m}_{1}+{m}_{2}}$
B.物块受到地面的支持力大小为m1g-Fsinθ
C.弹簧的弹力大小等于拉力F和小球重力的合力
D.如果在物块上再固定一个质量为m1的物体,则它们的加速度不变

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

12.如图所示,木块A、B用一轻弹簧相连,并置于光滑水平面上,开始时弹簧处于原长,现给木块A一初速度V0,经过一段时间t0,弹簧的长度第一次达到最短.以下能正确描述两木块在0~t0时间内v-t图象的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

19.如图所示,两个相同装置:两辆相同的小车并排放在两相同的直轨道上,小车前端系上细线,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘.盘里可以分别放不同质量的砂子,小车后端连着纸带,纸带分别穿过固定在轨道上的打点计时器,两个打点计时器并联接在同一接线板上.实验时先接通接线板的电源使两打点计时器同时开始打点,然后同时释放两辆小车,当其中有一辆小车快接近导轨末端时,断开接线板的电源,两打点计时器同时停止工作.
如图所示为某次实验得到的两条纸带,纸带上的0、1、2、3、4、5、6为所选取的测量点(相邻两点间还有四个打点未画出),两相邻测量点间的距离如图所示,单位为cm.打点计时器所用电源的频率为50Hz.

(1)求出①号纸带测量点5的速度v5=0.24m/s;①号纸带对应的加速度值为0.21m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)利用此装置,正确平衡摩擦力后,研究质量一定时,加速度与力的关系,是否必须求出两辆小车运动加速度的确切值?否(选填“是”或“否”);请说明理由:因两打点计时器同时开始、停止工作,故两小车运动的时间相等,可以用纸带上打点的总位移大小之比表示加速度之比
(3)利用此图的其中一个装置,还可以探究做功与物体速度变化的关系. 若用M表示小车及车上砝码的总质量,m表示砂子及盘的总质量,对于改变外力对小车做的功,下列说法正确的是BC
A.通过改变小车运动的距离来改变外力做功时,必须平衡摩擦,必须满足M远大于m
B.通过改变小车运动的距离来改变外力做功时,不需要平衡摩擦,也不需要满足M远大于m
C.通过改变小盘里砂子的质量来改变外力做功时,必须平衡摩擦,必须满足M远大于m
D.通过改变小车上砝码的质量来改变外力做功时,只需平衡摩擦不需要满足M远大于m
(4)若在①号纸带上标注纸带随小车运动的加速度方向,应该是O→E(填“O→E”,或“E→O”)

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

10.如图所示,一质量为m的物体,静止与动摩擦因数为μ的水平地面上,现用与水平面成θ角的力F拉物体,为使物体能沿水平地面做匀加速运动,求F的取值范围
有一同学的解答如下:设物体的加速度为a,由图乙可知
Fcosθ-μN=ma,Fsinθ+N=mg,要使物体做匀加速运动,应满足a>0.由以上三式得F>$\frac{μmg}{cosθ+μsinθ}$.
你认为这样的解答是否完整?若认为完整,请说明理由;若认为不完整,请作出完整的解答.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

11.如图所示,质量为4kg的物体静止于水平面上,物体受到大小为20N,与水平方向成θ=37°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀速运动,求:物体受到的支持力和摩擦力的大小.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2

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