31.(上海物理)(12分)倾角,质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上,质量m=2kg的木块置于斜面顶端,从静止开始匀加速下滑,经t=2s到达底端,运动路程L=4m,在此过程中斜面保持静止(),求:
(1)地面对斜面的摩擦力大小与方向;
(2)地面对斜面的支持力大小
(3)通过计算证明木块在此过程中满足动能定理。
[解析](1)隔离法:
对木块:,
因为,得
所以,,
对斜面:设摩擦力f向左,则,方向向左。
(如果设摩擦力f向右,则,同样方向向左。)
(2)地面对斜面的支持力大小
(3)木块受两个力做功。
重力做功:
摩擦力做功:
合力做功或外力对木块做的总功:
动能的变化
所以,合力做功或外力对木块做的总功等于动能的变化(增加),证毕。
25.(上海物理)如图,固定于竖直面内的粗糙斜杆,在水平方向夹角为,质量为m的小球套在杆上,在大小不变的拉力作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端,为使拉力做功最小,拉力F与杆的夹角a=____,拉力大小F=_____。
[解析],,,。因为没有摩擦力,拉力做功最小。
本题考查力的分解,功等。难度:中等。
7.(上海理综)如图,水平桌面上放置一根条形磁铁,磁铁中央正上方用绝缘弹簧悬挂一水平直导线,并与磁铁垂直。当直导线中通入图中所示方向的电流时,可以判断出( )。
A.弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力减小
B.弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力减小
C.弹簧的拉力增大,条形磁铁对桌面的压力增大
D.弹簧的拉力减小,条形磁铁对桌面的压力增大
答案:A
18.(新课标卷)如图所示,一物块置于水平地面上.当用与水平方向成角的力拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成角的力推物块时,物块仍做匀速直线运动.若和的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为
A、 B、 C、 D、1-
答案:B
解析:物体受重力mg、支持力N、摩擦力f、已知力F处于平衡,根据平衡条件,有,,联立解得:。
15.(新课标卷)一根轻质弹簧一端固定,用大小为的力压弹簧的另一端,平衡时长度为;改用大小为的力拉弹簧,平衡时长度为.弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为
A、 B、 C、 D、
答案:C
解析:根据胡克定律有:,,解得:k=。
17.(全国卷2) 在雷雨云下沿竖直方向的电场强度为V/m.已知一半径为1mm的雨滴在此电场中不会下落,取重力加速度大小为10m/,水的密度为kg/。这雨滴携带的电荷量的最小值约为
A.2C B. 4C C. 6C D. 8C
[答案]B
[解析]带电雨滴在电场力和重力最用下保持静止,根据平衡条件电场力和重力必然等大反向mg=Eq,则。
[命题意图与考点定位]电场力与平衡条件的结合。
22.(安徽卷)(14分)质量为的物体在水平推力的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去,其运动的图像如图所示。取,求:
(1)物体与水平面间的运动摩擦因数;
(2)水平推力的大小;
(3)内物体运动位移的大小。
解析:
(1)设物体做匀减速直线运动的时间为△t2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2,则
①
设物体所受的摩擦力为Ff,根据牛顿第二定律,有
Ff=ma2 ②
Ff=-μmg ③
联立①②得
④
(2)设物体做匀加速直线运动的时间为△t1、初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1,则
⑤
根据牛顿第二定律,有
F+Ff=ma1 ⑥
联立③⑥得
F=μmg+ma1=6N
(3)解法一:由匀变速直线运动位移公式,得
解法二:根据图象围成的面积,得
23.(四川卷)(16分)质量为M的拖拉机拉着耙来耙地,由静止开始做匀加速直线运动,在时间t内前进的距离为s。耙地时,拖拉机受到的牵引力恒为F,受到地面的阻力为自重的k倍,耙所受阻力恒定,连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变。求:
(1)拖拉机的加速度大小。
(2)拖拉机对连接杆的拉力大小。
(3)时间t内拖拉机对耙做的功。
[答案]⑴
⑵
⑶
[解析]⑴拖拉机在时间t内匀加速前进s,根据位移公式
①
变形得
②
⑵对拖拉机受到牵引力、支持力、重力、地面阻力和连杆拉力T,根据牛顿第二定律
③
②③连立变形得
④
根据牛顿第三定律连杆对耙的反作用力为
⑤
(3)闭合开关调节滑动变阻器使待测表满偏,流过的电流为Im。根据并联电路电压相等有:
拖拉机对耙做功为
⑥
14.(浙江卷) 如图所示,A、B两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力)。下列说法正确的是
A. 在上升和下降过程中A对B的压力一定为零
B. 上升过程中A对B的压力大于A对物体受到的重力
C. 下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力
D. 在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力
答案:A
22.(北京卷)(16分)如图,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,经过3.0s落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角=37°,运动员的质量m=50kg.不计空气阻力。(取sin37°=0.60,cos37°=0.80;g取10m/s2)q求
(1)A点与O点时的速度大小;
(2)运动员离开O点时的速度大小;
(3)运动员落到A点时的动能。
解析:(1)运动员在竖直方向做自由落体运动,有
A点与O点的距离
(2)设运动员离开O点的速度为,运动员在水平方向做匀速直线运动,
即
解得
(3)由机械能守恒,取A点位重力势能零点,运动员落到A点的动能为
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