题目列表(包括答案和解析)
11.如图所示,固定光滑斜面与地面成一定倾角,一物体在平行斜面向上的拉力作用下向上运动,拉力F和物体速度v随时间的变化规律如图(甲)、(乙)所示,取重力加速度g=10m/s2.求物体的质量m及斜面与地面间的夹角θ.
[答案] 1.0kg 30°
[解析] 由题图可得,0-2s内物体的加速度为
a==0.5m/s2 ①
由牛顿第二定律可得:F-mgsinθ=ma ②
2s后有:F′=mgsinθ ③
联立①②③,并将F=5.5N,F′=5N
代入解得:m=1.0kg,θ=30°.
10.某人在地面上最多能举起60kg的物体,而在一个加速下降的电梯里最多能举起80kg的物体.求:(1)此电梯的加速度多大?(2)若电梯以此加速度上升,则此人在电梯里最多能举起物体的质量是多少?(g=10m/s2)
[答案] (1)2.5m/s2 (2)48kg
[解析] (1)不管在地面上,还是在变速运动的电梯里,人的最大举力是一定的,这是该题的隐含条件.
设人的最大举力为F,由题意可得F=m1g=60kg×10m/s2=600N.选被举物体为研究对象,它受到重力m2g和举力F的作用,在电梯以加速度a下降时,根据牛顿第二定律有m2g-F=m2a.
解得电梯的加速度为
a=g-=10m/s2-m/s2=2.5m/s2.
(2)当电梯以加速度a上升时,设人在电梯中能举起物体的最大质量为m3,根据牛顿第二定律有F-m3g=m3a.
解得m3==kg=48kg.
9.在2009年10月第十一届全运会上,一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处.已知运动员与网接触的时间为1.2s.若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小.(g取10m/s2)
[答案] 1500N
[解析] v1==m/s=8m/s
v2==m/s=10m/s
a==m/s2=15m/s2
ma=F-mg则F=ma+mg=(60×15+60×10)N=1500N
8.如图所示,质量相同的木块A、B用轻弹簧连接置于光滑的水平面上,开始弹簧处于自然状态,现用水平恒力F推木块A,则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中,以下说法正确的是 ( )
A.两木块速度相同时,加速度aA=aB
B.两木块速度相同时,加速度aA<aB
C.两木块加速度相同时,速度vA<vB
D.两木块加速度相同时,速度vA>vB
[答案] BD
[解析] 显然在弹簧压缩到最短的过程中,A所受到的合外力变小,所以aA减小,B所受到的合外力变大,所以aB增大,在v-t图象中,a就是图线切线的斜率,又因为两物体开始速度均为0,所以,所画A、B的v-t图象如图所示.
显然,在t1时刻vA>vB,但由于在该时刻图线斜率相同(切线平行)∴aA=aB,在t2时刻vA=vB,但加速度显然有aA<aB.
7.(2010·广东省潮州市期中测试)质量为2kg的物体放在动摩擦因数μ=0.1的水平面上,在水平拉力的作用下由静止开始运动,水平拉力做的功W和物体发生的位移s之间的关系如图所示,重力加速度g取10m/s2,则 ( )
A.此物体在AB段做匀加速直线运动
B.此物体在AB段做匀速直线运动
C.此物体在OA段做匀加速直线运动
D.此物体在OA段做匀速直线运动
[答案] BC
[解析] 由题中图象得:此物体在OA段所受的水平拉力为F1==5N,在AB段所受的水平拉力为F2==2N;物体所受滑动摩擦力为Ff=μmg=2N,所以此物体在AB段做匀速直线运动,选项B正确;此物体在OA段做匀加速直线运动,选项C正确.
6.如图所示,在光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的物体A、B,m1>m2,A、B间水平连接着一轻质弹簧测力计.若用大小为F的水平力向右拉B,稳定后B的加速度大小为a1,弹簧测力计示数为F1;如果改用大小为F的水平力向左拉A,稳定后A的加速度大小为a2,弹簧测力计示数为F2.则以下关系式正确的是 ( )
A.a1=a2,F1>F2 B.a1=a2,F1<F2
C.a1<a2,F1=F2 D.a1>a2,F1>F2
[答案] A
[解析] 对A、B整体,水平方向只受拉力F作用,因此稳定时具有相同加速度,由牛顿第二定律得:F=(m1+m2)a
即a1=a2=a=,选项C、D错误.
当拉力作用于A时,对B有F2=m2a2=m2a
当拉力作用于B时,对A有F1=m1a1=m1a
因m1>m2,所以F1>F2,选项A正确.
5.(2009·安徽皖南八校联考)2008年9月25日,“神舟七号”载人飞船成功发射,设近地加速时,飞船以5g的加速度匀加速上升,g为重力加速度.则质量为m的宇航员对飞船底部的压力为 ( )
A.6mg B.5mg
C.4mg D.mg
[答案] A
[解析] 以人为研究对象,进行受力分析,由牛顿第二定律可知,F-mg=ma,则F=m(g+a)=6mg,再由牛顿第三定律可知,人对飞船底部的压力为6mg.
4.如图所示,被水平拉伸的轻弹簧右端拴在小车壁上,左端拴一质量为10kg的物块M.小车静止不动,弹簧对物块的弹力大小为5N时,物块处于静止状态.当小车以加速度a=1m/s2沿水平地面向右加速运动时 ( )
A.物块M相对小车仍静止
B.物块M受到的摩擦力大小不变
C.物体M受到的摩擦力将减小
D.物块M受到的弹簧的拉力将增大
[答案] AB
[解析] 由初始条件知最大静摩擦力Ffmax≥5N,当小车向右加速运动时.假设物块仍相对小车静止,由牛顿第二定律得5+Ff=10×1,Ff=5N,因Ff′=-5N,则A、B正确.
3.静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用,该力随时间变化的关系如图所示,则 ( )
A.物体将做往复运动
B.2s内的位移为零
C.2s末物体的速度最大
D.3s内,拉力做的功为零
[答案] A
[解析] 本题考查了力与运动的关系及应用图象的能力.由题意可知,拉力F即为物体所受的合外力,根据F-t图象,物体在0-1s内做加速度逐渐减小的加速运动,1s末速度达到最大;在1-2s内做加速度逐渐增大的减速运动,2s末速度减为零,在2-3s内物体做反向加速运动,3s末速度达到最大;在3-4s内做反向减速运动,4s末速度减为零,且重新回到出发点,也就是说物体在4s内的位移为零,以后物体将重复这样的运动,综上所述,选项A正确,B、C、D错误.
2.(2009·皖北地区模拟)静止在光滑水平面上的物体,在水平推力F作用下开始运动,推力随时间变化的规律如图所示,关于物体在0-t1时间内的运动情况,正确的描述是
( )
A.物体先做匀加速运动,后做匀减速运动
B.物体的速度一直增大
C.物体的速度先增大后减小
D.物体的加速度一直增大
[答案] B
[解析] 由牛顿运动定律可以分析出,由F合=ma得:F先增大后减小,则a先增大后减小,说明物体做变加速运动,A、D选项错.在0-t1时间内F的方向不变,F与v同向,则物体做加速运动.
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