8. [2014·湖北武汉](多选)如图甲所示,在光滑水平面上叠放着A、B两物体.现对A施加水平向右的拉力F,通过传感器可测得A的加速度a随拉力F变化的关系如图乙所示.已知重力加速度g=10 m/s2,由图线可知( )
A. A的质量mA=2 kg
B. A的质量mA=6 kg
C. A、B间的动摩擦因数μ=0.2
D. A、B间的动摩擦因数μ=0.6
解析:由题图可知,当拉力F大于48 N时,二者相对滑动,拉力为48 N时,对A受力分析,由牛顿第二定律得,F1-μmAg=mAa1,即48-10μmA=6mA,同理可得,拉力为60 N时,60-10μmA=8mA,解得,mA=6 kg,μ=0.2,B、C两项正确.
答案:BC
题组二 提能练
7. 如图所示,小车沿水平面做直线运动,小车内光滑底面上有一物块被压缩的弹簧压向左壁,小车向右加速运动.若小车向右加速度增大,则小车左壁受物块的压力N1和小车右壁受弹簧的压力N2的大小变化是( )
A. N1不变,N2变大
B. N1变大,N2不变
C. N1、N2都变大
D. N1变大,N2减小
解析: 因为弹簧形变量没有发生改变,所以小车右壁受到的弹簧的压力N2不变,小车向右的加速度增大,物块向右的加速度也增大,而物块受到的弹簧弹力不变,所以小车左壁对物块的弹力变大,即小车左壁受物块的压力N1变大,因此B正确.
答案:B
6. 某同学通过一个力传感器提着一个质量为1 kg的手提包走进一个电梯,并把传感器连接在计算机上,从电梯开始运动为计时起点,到达某一楼层停止,通过计算机处理得到的力随时间变化的图象如图所示,下列判断正确的是( )
A.电梯先加速向下运动,再匀速运动,最后减速运动
B.电梯运动的最大速度是20.4 m/s
C.电梯加速运动时的加速度大小大于减速运动时的加速度大小
D.电梯运动的位移是9.6 m
解析:由图象和对竖直悬挂的手提包受力分析可知,开始拉力大于重力,故加速度向上,电梯加速向上运动,A错误;加速时,由F1-mg=ma1得a1==0.4 m/s2,vm=a1t1=0.4×2 m/s=0.8 m/s,故B错误;减速时,由mg-F2=ma2得a2==0.4 m/s2,故C错误;电梯运动的位移为x=x1+x2+x3=·t1+vm·t2+·t3=9.6 m,故D正确.
答案:D
5. 如图所示,粗糙水平面上放置A、B两个木块,两木块之间用一不可伸长的轻绳相连,图甲中轻绳处于水平位置,图乙中轻绳不水平,现用相同的水平恒力作用在B上,使两物体向右加速运动,下列说法中正确的是( )
A.图甲中由于两物体向右加速运动,故轻绳拉A的力大于A拉轻绳的力
B.图甲中系统A、B受到的摩擦力大于图乙中系统A、B受到的摩擦力
C.两图中A的加速度相等
D.图甲中轻绳的拉力一定小于图乙中轻绳的拉力
解析:轻绳拉A的力与A拉轻绳的力是一对作用力与反作用力,在任何情况下,大小都相等,A选项错误;对系统A、B而言,两图中受力情况完全一样,故两图中系统受到的摩擦力相等,加速度也相等,B选项错误,C选项正确;对图甲中A:T甲-μmg=ma,得T甲=μmg+ma.设图乙中轻绳与水平方向成θ角,对图乙中A:T乙cosθ-μ(mg-T乙sinθ)=ma,得T乙=,由两关系式可知两个拉力大小关系不能确定,D选项错误.
答案:C
4. [2014·河南洛阳调研]一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行,现将一个木炭包无初速地放在传送带的最左端,木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹,下列说法中正确的是( )
A.黑色的径迹将出现在木炭包的左侧
B.木炭包的质量越大,径迹的长度越短
C.传送带运动的速度越大,径迹的长度越短
D.木炭包与传送带间动摩擦因数越大,径迹的长度越短
解析:木炭包在传送带上先加速后匀速运动,在加速过程中出现相对位移,且传送带位移大,黑色的径迹将出现在木炭包的右侧;而s相=s传送带-s木炭包=vt-=·=,传送带运动的速度越大或木炭包与传送带间动摩擦因数越小,径迹的长度越长,D项正确.
答案:D
3. 如图所示,一根轻弹簧上端固定,下端挂一个质量为m0的平盘,盘中有一质量为m的物体,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了l,今向下拉盘使弹簧再伸长Δl后停止,然后放开,设弹簧总处在弹性限度内,则刚放开时盘对物体的支持力N等于( )
A. (1+Δl/l)mg
B. (1+Δl/l)(m+m0)g
C. mg·Δl/l
D. (m+m0)g·Δl/l
解析:当盘静止时,kl=(m+m0)g
当向下拉盘使弹簧再伸长Δl后,k(l+Δl)=(m+m0)g+F
释放瞬间,k(l+Δl)-(m+m0)g=(m+m0)a
分析物体受力,根据牛顿第二定律N-mg=ma
可得N=(1+)mg.
答案:A
2. 如图所示,两个小物体A、B放在水平地面上相距9 m,现使它们分别以初速度vA=6 m/s和vB=2 m/s同时相向运动,已知两物体与地面间的动摩擦因数均为0.2,则它们( )
A. 约经0.92 s相遇 B. 约经1.38 s相遇
C. 经2 s相遇 D. 不可能相遇
解析:由牛顿第二定律可得,加速度aA=aB==2 m/s2,B减速到0的时间为t1==1 s,1 s内A、B各自发生的位移xA=vAt-aAt2=5 m,xB=vBt-aBt2=1 m,由xA+xB<9 m可知,两物体相遇发生在B停下后.设两物体经过时间t2相遇,x′A+xB=9,x′A=vAt2-aAt,解得t2=2 s,C项正确.
答案:C
1. 为了使雨滴能尽快地淌离房顶,要设计好房顶的高度,设雨滴沿房顶下淌时做无初速度无摩擦的运动,那么如图所示的四种情况中符合要求的是( )
解析:如图所示,设房顶宽为2b,斜边长为s,则s=,对雨滴受力分析,根据牛顿第二定律得,mgsinθ=ma,由运动规律得,s=at2,解得,t=,当θ=45°时,t最小,C项正确.
答案:C
16.[解析](1)设球运动的线速度为v,半径为R
则在A处时F′+mg=m
①(2分)
在C处时F-mg=m
②(2分)
由①②式得ΔF=F-F′=2mg=2 N。
(2分)
(2)在A处时球拍对球的弹力为F,球做匀速圆周运动的向心力F向=F+mg,在B处不受摩擦力作用,受力分析如图
则tanθ==F+1
(4分)
作出的tanθ-F的关系图象如图
(2分)
答案:(1)2 N (2)见解析图
[总结提升]竖直平面内圆周运动的分析
在处理竖直平面内物体在管内或细杆的端点做圆周运动的问题时,由于该类问题中当物体处在轨道最高点时,弹力方向可能向上,也可能向下,还可能为零,处理该类问题时,可按下述思路分析、判断。
(1)假设只有重力充当向心力,求出物体的速度大小v0。
(2)物体的实际速度v与v0比较。
①当v<v0,则物体需要的向心力小于重力,或者说重力提供“过度”,物体有被拉向内轨道的趋势,必然挤压内轨道而弹力方向向上。由mg-F=m知,F=mg-m
,v越大,F越小。
②当v=v0时,重力恰好提供向心力,则物体既不偏向内轨道也不偏向外轨道,弹力为零。
③当v>v0时,则物体的重力不能提供足够的向心力。由于惯性物体将远离原来轨道而挤压外壁,其弹力方向向下。由mg+F=m得F=m
-mg,v越大,F越大。
15.[解析](1)物块做平抛运动,竖直方向有H=gt2
①(2分)
水平方向有s=v0t ②(2分)
联立①②两式得v0=s=1 m/s
③(2分)
(2)物块离开转台时,最大静摩擦力提供向心力,有μmg= ④(3分)
联立③④得μ==0.2
⑤(2分)
答案:(1)1 m/s (2)0.2
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