高中物理力学实验题分解题

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高中物理力学练习题
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高中物理力学练习题,有每道题的详细解答过程和步聚,适合基础比较好的学生使用。基础相对差的学习也可以使用,每道题都是精选出来的,具有很强的代表性和针对性。
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高中物理知识点练习:高一物理高考力学经典题库
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篇一:高中物理力学经典的题库(含答案)
高中物理力学计算题汇总经典 精解(50题)
1.如图1-73所示,质量M=10kg的木楔ABC静止置于粗糙水平地面上,摩擦因素&=0.02.在木楔的倾角&为30&的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程s=1.4m时,其速度v=1.4m/s.在这过程中木楔没有动.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.(重力加速度取g=10/m2s)
2.某航空公司的一架客机,在正常航线上作水平飞行时,由于突然受到强大垂直气流的作用,使飞机在10s内高度下降1700m造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究飞机在竖直方向上的运动,且假定这一运动是匀变速直线运动.试计算:
(1)飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样?
(2)乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力,才能使乘客不脱离座椅?(g取10m/s)
(3)未系安全带的乘客,相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位?
(注:飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子,它使乘(来自: 唯 才教 育网:高一物理高考力学经典题库)客与飞机座椅连为一体)
3.宇航员在月球上自高h处以初速度v0水平抛出一小球,测出水平射程为L(地面平坦),已知月球半径为R,若在月球上发射一颗月球的卫星,它在月球表面附近环绕月球运行的周期是多少?
4.把一个质量是2kg的物块放在水平面上,用12N的水平拉力使物体从静止开始运动,物块与水平面的动摩擦因数为0.2,物块运动2秒末撤去拉力,g取10m/s.求
(1)2秒末物块的即时速度.
(2)此后物块在水平面上还能滑行的最大距离.
5.如图1-74所示,一个人用与水平方向成&=30&角的斜向下的推力F推一个重G=200N的箱子匀速前进,箱子与地面间的动摩擦因数为&=0.40(g=10m/s).求
(1)推力F的大小.
(2)若人不改变推力F的大小,只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子,推力作用时间t=3.0s后撤去,箱子最远运动多长距离?
6.一网球运动员在离开网的距离为12m处沿水平方向发球,发球高度为2.4m,网的高度为0.9m.
(1)若网球在网上0.1m处越过,求网球的初速度.
(2)若按上述初速度发球,求该网球落地点到网的距离.
取g=10/m2s,不考虑空气阻力.
7.在光滑的水平面内,一质量m=1kg的质点以速度v0=10m/s沿x轴正方向运动,经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F=5N作用,直线OA与x轴成37&角,如图1-70所示,求: 2
(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点,则质点从O点到P点所经历的时间以及P的坐标;
(2)质点经过P点时的速度.
8.如图1-71甲所示,质量为1kg的物体置于固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,1s末后将拉力撤去.物体运动的v-t图象如图1-71乙,试求拉力F.
9.一平直的传送带以速率v=2m/s匀速运行,在A处把物体轻轻地放到传送带上,经过时间t=6s,物体到达B处.A、B相距L=10m.则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率,物体能较快地传送到B处.要让物体以最短的时间从A处传送到B处,说明并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍,则物体从A传送到B的时间又是多少?
10.如图1-72所示,火箭内平台上放有测试仪器,火箭从地面起动后,以加速度g/2竖直向上匀加速运动,升到某一高度时,测试仪器对平台的压力为起动前压力的17/18,已知地球半径为R,求火箭此时离地面的高度.(g为地面附近的重力加速度)
图1-72 11.地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G,发射一颗绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星,卫星的速度称为第一宇
(1)试推导由上述各量表达的第一宇宙速度的计算式,要求写出推导依据.
(2)若已知第一宇宙速度的大小为v=7.9km/s,地球半径R=6.4310km,万有引力常量G=(2/3)310
23-10宙速度. N2m/kg,求地球质量(结果要求保留二位有效数字).
12.如图1-75所示,质量2.0kg的小车放在光滑水平面上,在小车右端放一质量为1.0kg的物块,物块与小车之间的动2摩擦因数为0.5,当物块与小车同时分别受到水平向左F1=6.0N的拉力和水平向右F2=9.0N的拉力,经0.4s同时撤去两力,为使物块不从小车上滑下,求小车最少要多长.(g取10m/s)
13.如图1-76所示,带弧形轨道的小车放在上表面光滑的静止浮于水面的船上,车左端被固定在船上的物体挡住,小车的弧形轨道和水平部分在B点相切,且AB段光滑,BC段粗糙.现有一个离车的BC面高为h的木块由A点自静止滑下,最终停在车面上BC段的某处.已知木块、车、船的质量分别为m1=m,m2=2m,m3=3m;木块与车表面间的动摩擦因数&=0.4,水对船的阻力不计,求木块在BC面上滑行的距离s是多少?(设船足够长)
14.如图1-77所示,一条不可伸长的轻绳长为L,一端用手握住,另一端系一质量为m的小球,今使手握的一端在水平桌面上做半径为R、角速度为&的匀速圆周运动,且使绳始终与半径R的圆相切,小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动,若人手做功的功率为P,求:
(1)小球做匀速圆周运动的线速度大小.
(2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小.
15.如图1-78所示,长为L=0.50m的木板AB静止、固定在水平面上,在AB的左端面有一质量为M=0.48kg的小木块C(可视为质点),现有一质量为m=20g的子弹以v0=75m/s的速度射向小木块C并留在小木块中.已知小木块C与木板AB之间的动摩擦因数为&=0.1.(g取10m/s)
(1)求小木块C运动至AB右端面时的速度大小v2.
(2)若将木板AB固定在以u=1.0m/s恒定速度向右运动的小车上(小车质量远大于小木块C的质量),小木块C仍放在木板AB的A端,子弹以v0&=76m/s的速度射向小木块C并留在小木块中,求小木块C运动至AB右端面的过程中小车向右运动的距离s.
16.如图1-79所示,一质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右边放有竖直挡板.现有一小物体A(可视为质点)质量m=1kg,以速度v0=6m/s从B的左端水平滑上B,已知A和B间的动摩擦因数&=0.2,B与竖直挡板的碰撞时间极短,且碰撞时无机械能损失.
(1)若B的右端距挡板s=4m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?
(2)若B的右端距挡板s=0.5m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?
17.如图1-80所示,长木板A右边固定着一个挡板,包括挡板在内的总质量为1.5M,静止在光滑的水平地面上.小木块B质量为M,从A的左端开始以初速度v0在A上滑动,滑到右端与挡板发生碰撞,已知碰撞过程时间极短,碰后木块B恰好滑到A的左端就停止滑动.已知B与A间的动摩擦因数为&,B在A板上单程滑行长度为l.求:
(1)若&l=3v0/160g,在B与挡板碰撞后的运动过程中,摩擦力对木板A做正功还是负功?做多少功?
(2)讨论A和B在整个运动过程中,是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的.如果不可能,说明理由;如果可能,求出发生这种情况的条件.
18.在某市区内,一辆小汽车在平直的公路上以速度vA向东匀速行驶,一位观光游客正由南向北从班马线上横过马路.汽车司机发现前方有危险(游客正在D处)经0.7s作出反应,紧急刹车,但仍将正步行至B处的游客撞伤,该汽车最终在C处停下.为了清晰了解事故现场.现以图1-81示之:为了判断汽车司机是否超速行驶,警方派一警车以法定最高速度vm=14.0m/s行驶在同一马路的同一地段,在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车,经31.5m后停下来.在事故现场测得AB=17.5m、BC=14.0m、BD=2.6m.问
该肇事汽车的初速度vA是多大?
游客横过马路的速度大小?(g取10m/s)
19.如图1-82所示,质量mA=10kg的物块A与质量mB=2kg的物块B放在倾角&=30&的光滑斜面上处于静止状态,轻质弹簧一端与物块B连接,另一端与固定挡板连接,弹簧的劲度系数k=400N/m.现给物块A施加一个平行于斜面向上的力F,使物块A沿斜面向上做匀加速运动,已知力F在前0.2s内为变力,0.2s后为恒力,求(g取10m/s)
(1)力F的最大值与最小值;
(2)力F由最小值达到最大值的过程中,物块A所增加的重力势能.
20.如图1-83所示,滑块A、B的质量分别为m1与m2,m1<m2,由轻质弹簧相连接,置于水平的气垫导轨上.用一轻绳把两滑块拉至最近,使弹簧处于最大压缩状态后绑紧.两滑块一起以恒定的速度v0向右滑动.突然,轻绳断开.当弹簧伸长至本身的自然长度时,滑块A的速度正好为零.问在以后的运动过程中,滑块B是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析,证明你的结论.
21.如图1-84所示,表面粗糙的圆盘以恒定角速度&匀速转动,质量为m的物体与转轴间系有一轻质弹簧,已知弹簧的原长大于圆盘半径.弹簧的劲度系数为k,物体在距转轴R处恰好能随圆盘一起转动而无相对滑动,现将物体沿半径方向移动一小段距离,若移动后,物体仍能与圆盘一起转动,且保持相对静止,则需要的条件是什么
22.设人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动,根据万有引力定律、牛顿运动定律及周期的概念,论述人造地球卫星随着轨道半径的增加,它的线速度变小,周期变大.
23.一质点做匀加速直线运动,其加速度为a,某时刻通过A点,经时间T通过B点,发生的位移为s1,再经过时间T通过C点,又经过第三个时间T通过D点,在第三个时间T内发生的位移为s3,试利用匀变速直线运动公式证明:a=(s3-s1)/2T.
24.小车拖着纸带做直线运动,打点计时器在纸带上打下了一系列的点.如何根据纸带上的点证明小车在做匀变速运动?说出判断依据并作出相应的证明.
25.如图1-80所示,质量为1kg的小物块以5m/s的初速度滑上一块原来静止在水平面上的木板,木板的质量为4kg.经过时间2s以后,物块从木板的另一端以1m/s相对地的速度滑出,在这一过程中木板的位移为0.5m,求木板与水平面间的动摩擦因数.
图1-80图1-81
26.如图1-81所示,在光滑地面上并排放两个相同的木块,长度皆为l=1.00m,在左边木块的最左端放一小金属块,它的质量等于一个木块的质量,开始小金属块以初速度v0=2.00m/s向右滑动,金属块与木块之间的滑动摩擦因数&=0.10,g取10m/s,求:木块的最后速度.
27.如图1-82所示,A、B两个物体靠在一起,放在光滑水平面上,它们的质量分别为mA=3kg、mB=6kg,今用水平力FA推A,用水平力FB拉B,FA和FB随时间变化的关系是FA=9-2t(N),FB=3+2t(N).求从t=0到A、B脱离,它们的位移是多少? 2
篇二:高一力学经典试题带详解答案
2015学年度高中物理力学试题
一、选择题
1.如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力 ()
B.不为零,方向向右
C.不为零,方向向左
D.不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右
试题分析:以物块和斜劈整体为对象,整体处于平衡状态,因此整体水平方向上不受力,即地面没有给斜劈摩擦力,故A项正确,其它项错。
考点:本题考查了处于平衡状态下的物体的受力分析能力。
2.如图所示,竖直放置的弹簧,小球从弹簧正上方某一高处落下,从球接触弹簧到弹簧被压缩到最大的过程中,关于小球运动情况,下列说法正确的是 ()
A.加速度的大小先减小后增大
B.加速度的大小先增大后减小
C.速度大小不断增大
D.速度大小不断减小
试题分析:随着弹簧被压缩,弹簧的弹力越来越大,初始阶段弹力小于重力,小球加速向下运动,但合力是减小的,根据牛顿第二定律加速度也减小,当弹力恰等于重力时,合力为零,加速度也为零,速度达到最大,小球继续向下压缩弹簧,弹力大于重力,小球向下做减速度运动,合力向上逐渐增大,根据牛顿第二定律加速度也增大,直到速度减为零,加速度达最大,所以这个压缩弹簧的过程,加速度先减小后增大,速度先增大后减小,故只有A项正确,其它项错。
考点:本题考查了弹簧的弹力大小与形变量的关系、加速度与合力的关系、速度与合力的关系。
3.如图所示,三根横截面完全相同的圆木材A、B、C按图示方法放在水平面上,它们均处于
静止状态,则下列说法正确的是
A.B、C所受的合力大于A受的合力
B.B、C对A的作用力的合力方向竖直向上
C.B与C之间一定存在弹力
D.如果水平面光滑,则它们仍有可能保持图示的平衡
试卷第1页,总17页
试题分析:因三个物体都处于静止状态,所受的合力均为零,故B、C所受的合力等于A受的合力,选项A错误;因为A受合力为零,故B、C对A的作用力的合力方向与重力等大反向,即沿竖直向上的方向,选项B正确;B与C之间虽然接触,但是不存在弹力作用,选项C错误;如果水平面光滑,则对B来说,由于受到A斜向下的压力作用,故不可能保持图示的平衡,选项D错误;故选B.
考点:物体的平衡.
4.如图所示,一物块静止在粗糙的斜面上。现用一水平向右的推力F推物块,物块仍静止不动。则
A.斜面对物块的支持力一定变小
B.斜面对物块的支持力一定变大
C.斜面对物块的静摩擦力一定变小
D.斜面对物块的静摩擦力一定变大
试题分析:图1为物体开始时的受力分析图,图2为加上外力F后的受力分析(由于摩擦力方向未知,故未画出)
由受力分析图正交分解可以看出在垂直斜面的方向上多出了F的分量,所以斜面对物块的支持力一定变大,但是不能确定力F在沿斜面方向的分量与重力G在斜面上分量之间的大小关系,所以斜面对物块的静摩擦力的大小不确定,方向也不确定,故选项B正确。
考点:物体的平衡.
5.如图所示,两木块的质量分别为m1和m2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k1和k2,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧。在这过程中下面木块移动的距离为
试题分析:以下面的木块为研究对象进行分析,开始时m2受到的k2的弹力大小等于(m1+m2)g,则此时k2的压缩量
为x1,则有k2x1?(m1?m2)g,当上面的木块移开时m2受到的k2的弹力大小等于m2g,设此时k2的压缩量为x2,则有k2x2?m2g,
考点:本题考查了胡克定律、力的平衡条件
6.目前,我市每个社区均已配备了公共体育健身器材.图示器材为一秋千,用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点.由于长期使用,导致两根支架向内发生了稍小倾斜,如图中虚线所示,但两悬挂点仍等高.座椅静止时用F表示所受合力的大小,F1表示单根轻绳对座椅拉力的大小,与倾斜前相比( )
A.F不变,F1变小 B.F不变,F1变大
C.F变小,F1变小 D.F变大,F1变大
试题分析:由平衡条件可知:两绳拉力的合力等于座椅的重力,所以F不变,两根支架向内发生了稍小倾斜时两绳夹角变小,所以两绳拉力变小,即F1变小。所以A正确。
考点:本题考查物体的平衡
7.如图所示,放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F作用始终保持静止,当力F 逐渐减小后,下列说法正确的是
A.物体受到的摩擦力保持不变
B.物体受到的摩擦力逐渐增大
C.物体受到的合力减小
D.物体对斜面的压力逐渐减小
试题分析:对物体受力分析可知,物体受重力、摩擦力、拉力F及斜面对物体的支持力N的作用,将这些力正交分解,根据力的平衡可知:F+N=Gcos&,f=Gsin&,当拉力F减小时,N会增大,而G是不变的,&也是不变的,故摩擦力f也是不变的,物体受到的合力为0,所以选项A正确,
考点:力的平衡,正交分解。
8.如图,在倾斜的天花板上用力F垂直压住一木块,使它处于静止状态,则关于木块受力情况,下列说法正确的是
试卷第3页,总17页
A.可能只受两个力作用
B.可能只受三个力作用
C.必定受四个力作用
D.以上说法都不对
试题分析:受力分析可知物体受到斜向上的支持力F、竖直向下的重力,此二力不能平衡,故还受到天花板的压力及斜向上的静摩擦力作用,共四个力,故C项正确,其它项错。
考点:本题考查了力的平衡及受力分析能力。
9.如图所示,光滑球放在挡板和斜面之间,挡板由垂直斜面位置逆时针缓慢转到水平位置过程中,下列说法正确的是( )
A.球对斜面的压力逐渐减小
B.球对斜面的压力逐渐增大
C.球对挡板的压力减小
D.球对挡板的压力先增大后减小
试题分析:小球受重力、斜面弹力F1和挡板弹力F2,将F1与F2合成为F,如图
小球一直处于平衡状态,三个力中的任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故F1和F2合成的合力F一定与重力等值、反向、共线.从图中可以看出,当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中,F1越来越小,F2先变小,后变大;故BCD错误,A正确.故选A
考点:物体的平衡及动态分析.
10.如图,粗糙的水平地面上有一倾角为&的斜劈,斜劈上一光滑、质量为m的物块在沿斜面向上的恒力F作用下,以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则()
A.斜劈受到5力作用处于平衡状态
B.斜劈受到地面摩擦力等于零
C.斜劈受到地面摩擦力方向向左
D.斜劈受到地面摩擦力大小与F大小有关
试题分析:斜劈受重力、地面的支持力、地面的摩擦力、物块的压力四个力作用;选项A错误;由于物块对斜劈有斜向右下方的压力,则地面对斜劈有向左的摩擦力作用,故选项B错误,C正确;斜劈受到地面摩擦力大小等于mgcos?sin?,与F大小无关,故选项D错误;故选C.
考点:物体的平衡.
11.如图所示,一木棒M搭在水平地面和一矮墙上,两个支撑点E、F处受到的弹力和摩擦力的方向,下列说法正确的是
A.E处受到的支持力竖直向上
B.F处受到的支持力竖直向上
C.E处受到的静摩擦力沿EF方向
D.F处受到的静摩擦力沿水平方向
试题分析:弹力与接触面垂直,E处受到的支持力竖直向上,F处受到的支持力与木棒竖直,A正确、B错误;摩擦力沿接触面与相对运动或相对运动方向相反,E处受到的静摩擦力沿水平方向,F处受到的静摩擦力沿EF方向,CD错误。故选A。
考点:弹力、摩擦力
12.如图所示,吊床用绳子拴在两棵树上等高位置,某人先坐在吊床上,后躺在吊床上,均处于静止状态。设吊床两端系绳中的拉力为F1,吊床对人的作用力为F2,则
A.坐着比躺着时F1大
B.坐着比躺着时F1小
C.坐着比躺着时F2大
D.坐着比躺着时F2小
试题分析:设吊床两端的吊绳与竖直方向的夹角为?,根据对称性对吊床进行受力分析。
躺着时夹角?变大,所以拉力F1变大,对照选项B对A错。无论坐着或者躺着,吊床对人的作用力都等于人自身的重力,吊床对人的作用力F2不变,选项CD错。
考点:共点力的平衡
试卷第5页,总17页
篇三:高中物理经典题库-力学计算题
四、力学计算题集粹(49个)
1.在光滑的水平面内,一质量m=1kg的质点以速度v0=10m/s沿x轴正方向运动,经过原点
后受一沿y轴正方向的恒力F=5N作用,直线OA与x轴成37&角,如图1-70所示,求:
(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点,则质点从O点到P点所经历的时间以及P的坐标; (2)质点经过P点时的速度. 解:设经过时间t,物体到达P点
2.如图1-71甲所示,质量为1kg的物体置于固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,1s末后将拉力撤去.物体运动的v-t图象如图1-71乙,试求拉力F.
(1)xP=v0t,yP=(1/2)(F/m)t,xP/yP=ctg37&, 联解得
t=3s,x=30m,y=22.5m,坐标(30m,22.5m) (2)vy=(F/m)t=15m/s,
tg&=vy/v0=15/10=3/2,
&=arctg(3/2),&为v与水平方向的夹角.
2.解:在0~1s内,由v-t图象,知
a1=12m/s,
F-&mgcos&-mgsin&=ma1, ①
由牛顿第二定律,得
在0~2s内,由v-t图象,知a2=-6m/s, 因为此时物体具有斜向上的初速度,故由牛顿第二定律,得
力学计算题第1页(共26页)
-&mgcos&-mgsin&=ma2, ② 式代入①式,得 F=18N.
3.一平直的传送带以速率v=2m/s匀速运行,在A处把物体轻轻地放到传送带上,经过时间t=
6s,物体到达B处.A、B相距L=10m.则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率,物体能较快地传送到B处.要让物体以最短的时间从A处传送到B处,说明并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍,则物体从A传送到B的时间又是多少?
3.解:在传送带的运行速率较小、传送时间较长时,物体从A到B需经历匀加速运动和匀速运动两个过程,设物体匀加速运动的时间为t1,则
(v/2)t1+v(t-t1)=L,
所以 t1=2(vt-L)/v=(23(236-10)/2)s=2s.
为使物体从A至B所用时间最短,物体必须始终处于加速状态,由于物体与传送带之间的滑动摩擦力不变,所以其加速度也不变.而 a=v/t=1m/s.设物体从A至B所用最短的时间为t2,则
4.如图1-72所示,火箭内平台上放有测试仪器,火箭从地面起动后,以加速度g/2竖直向上匀加速运动,升到某一高度时,测试仪器对平台的压力为起动前压力的17/18,已知地球半径为R,求火箭此时离地面的高度.(g为地面附近的重力加速度)
(1/2)at2=L, t2
vmin=at2
传送带速度再增大1倍,物体仍做加速度为1m/s的匀加速运动,从A至B的传送时间为
4.解:启动前N1=mg,
5.如图1-73所示,质量M=10kg的木楔ABC静止置于粗糙水平地面上,摩擦因素&=0.02.在升到某高度时 N2=(17/18)N1=(17/18)mg, 对测试仪 N2-mg&=ma=m(g/2), g&=(8/18)g=(4/9)g,
GmM/R=mg,GmM/(R+h)=mg&,解得:h=(1/2)R.
木楔的倾角&为30&的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程s=1.4m时,其速度v=1.4m/s.在这过程中木楔没有动.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.(重力加速度取g=10/m2s)
力学计算题第2页(共26页)
5.解:由匀加速运动的公式 v=v0+2as
得物块沿斜面下滑的加速度为
a=v/2s=1.4/(231.4)=0.7ms
由于a<gsin&=5ms,
可知物块受到摩擦力的作用.
分析物块受力,它受3个力,如图3.对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,由牛顿定律有 mgsin&-f1=ma, mgcos&-N1=0,
分析木楔受力,它受5个力作用,如图3所示.对于水平方向,由牛顿定律有 f2+f1cos&-N1sin&=0, 由此可解得地面的作用于木楔的摩擦力
f2=mgcos&sin&-(mgsin&-ma)cos&=macos&=130.73(
=0.61N.
6.某航空公司的一架客机,在正常航线上作水平飞行时,由于突然受到强大垂直气流的作用,使飞此力的方向与图中所设的一致(由指向).
机在10s内高度下降1700m造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究飞机在竖直方向上的运动,且假定这一运动是匀变速直线运动.试计算:
(1)飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样?
(2)乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力,才能使乘客不脱离座椅?(g取
10m/s)
(3)未系安全带的乘客,相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位? (注:飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子,它使乘客与飞机座
椅连为一体)
6.解:(1)飞机原先是水平飞行的,由于垂直气流的作用,飞机在竖直方向上的运动可看成初速度为零的匀加速直线运动,根据 h=(1/2)at,得a=2h/t,代入h=1700m,t=10s,得
a=()(m/s)=34m/s,方向竖直向下.
(2)飞机在向下做加速运动的过程中,若乘客已系好安全带,使机上乘客产生加速度的力是向下重力
和安全带拉力的合力.设乘客质量为m,安全带提供的竖直向下拉力为F,根据牛顿第二定律 F+mg
力学计算题第3页(共26页)
=ma,得安全带拉力
F=m(a-g)=m(34-10)N=24m(N), ∴ 安全带提供的拉力相当于乘客体重的倍数
7.宇航员在月球上自高h处以初速度v0水平抛出一小球,测出水平射程为L(地面平坦),已知月球半径为R,若在月球上发射一颗月球的卫星,它在月球表面附近环绕月球运行的周期是多少?
7.解:设月球表面重力加速度为g,根据平抛运动规律,有
8.把一个质量是2kg的物块放在水平面上,用12N的水平拉力使物体从静止开始运动,物块与水
n=F/mg=24mN/m210N=2.4(倍).
(3)若乘客未系安全带,飞机向下的加速度为34m/s,人向下加速度为10m/s,飞机向下的
加速度大于人的加速度,所以人对飞机将向上运动,会使头部受到严重伤害.
h=(1/2)gt, ①
水平射程为L=v0t, ② 联立①②得g=2hv0/L. ③
根据牛顿第二定律,得 mg=m(2&/T)R, ④ 联立③④得 T=(&L/v0h)
平面的动摩擦因数为0.2,物块运动2秒末撤去拉力,g取10m/s.求
(1)2秒末物块的即时速度.
(2)此后物块在水平面上还能滑行的最大距离.
8.解:前2秒内,有F-f=ma1,f=&N,N=mg,则
a1=(F-&mg)/m=4m/s,vt=a1t=8m/s, 撤去F以后 a2=f/m=2m/s,s=v1/2a2=16m.
9.如图1-74所示,一个人用与水平方向成&=30&角的斜向下的推力F推一个重G=200N的箱子匀
速前进,箱子与地面间的动摩擦因数为&=0.40(g=10m/s).求
(1)推力F的大小.
(2)若人不改变推力F的大小,只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子,推力作用时间t=
力学计算题第4页(共26页)
3.02.解:在0~1s内,由v-t图象,知
a1=12m/s,
F-&mgcos&-mgsin&=ma1, ①
由牛顿第二定律,得
在0~2s内,由v-t图象,知a2=-6m/s, 因为此时物体具有斜向上的初速度,故由牛顿第二定律,得
3.解:在传送带的运行速率较小、传送时间较长时,物体从A到B需经历匀加速运动和匀速运动两个过程,设物体匀加速运动的时间为t1,则
(v/2)t1+v(t-t1)=L,
所以 t1=2(vt-L)/v=(23(236-10)/2)s=2s.
为使物体从A至B所用时间最短,物体必须始终处于加速状态,由于物体与传送带之间的滑动摩擦力不变,所以其加速度也不变.而 a=v/t=1m/s.设物体从A至B所用最短的时间为t2,则
4.解:启动前N1=mg,
5.解:由匀加速运动的公式 v=v0+2as
得物块沿斜面下滑的加速度为
a=v/2s=1.4/(231.4)=0.7ms
-&mgcos&-mgsin&=ma2, ② 式代入①式,得 F=18N.
(1/2)at2=L, t2
vmin=at2
传送带速度再增大1倍,物体仍做加速度为1m/s的匀加速运动,从A至B的传送时间为
升到某高度时 N2=(17/18)N1=(17/18)mg, 对测试仪 N2-mg&=ma=m(g/2), g&=(8/18)g=(4/9)g,
GmM/R=mg,GmM/(R+h)=mg&,解得:h=(1/2)R.
由于a<gsin&=5ms,
可知物块受到摩擦力的作用.
分析物块受力,它受3个力,如图3.对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,由牛顿定律有 mgsin&-f1=ma, mgcos&-N1=0,
分析木楔受力,它受5个力作用,如图3所示.对于水平方向,由牛顿定律有
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