21、
2
時(shí)間內(nèi), x — t 圖象的斜率保持不變,乘客的速度不變,乘客向下做勻速直線
運(yùn)動(dòng),處于平衡狀態(tài),即
F =mg
N
故 B 錯(cuò)誤;
CD.在
t
2
t
3
時(shí)間內(nèi), x — t 圖象的斜率變小,乘客的速度 v 減小,乘客向下做減速運(yùn)動(dòng),
乘客處于超重狀態(tài),乘客所受支持力大于重力,即
F >mg
N
故 C 正確,D 錯(cuò)誤。
故選 C。
3.B
解析:B
對(duì)小球 A 受力分析,它受繩的拉力和自身重力作用,兩力的合力水平向左,且大小恒定, 故小車有向左的恒定的加速度,則物塊 B 也有水平向
22、左的加速度。由受力分析知,物塊 B 必受到水平向左的摩擦力,且大小恒定,故 B 正確,ACD 錯(cuò)誤。
故選 B。
4.D
解析:D
當(dāng) A、B 之間恰好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)力 F 最大,此時(shí) A 物體所受的合力為 ,由牛頓第 二定律知
a =
A
mmg
m
=mg
對(duì)于 AB 整體,加速度
a =a =m A
g
由牛頓第二定律得
F -m(m+2m)g=3ma=3mmg
可得
F =6
m
mg
故選 D。
5.C
解析:C
ABC.由題意知 C 的質(zhì)量為
23、4 3
3
m ,沿斜面的重力分量為 2mg,對(duì) AB 整體沿斜面方向
2 mgsin30
°
+ f =2 mg
解得
f =mg
因?yàn)?μ<1,所以 AB 均受靜摩擦力,大小均為
1
2
mg
,方向均沿斜面向下,由于物體 A 受
到的摩擦力方向沿斜面向下,所以彈簧處于拉伸狀態(tài),故 AB 錯(cuò)誤,C 正確; D.剪斷彈簧瞬間
T
彈簧
+mgsin30°
=2mg
C 重力沿斜面向下的分力也為 2mg,此時(shí) B 剛好能靜止,故 D 錯(cuò)誤。 故選 C。
6.B
解析:B
以 A
24、、B 為整體,根據(jù)牛頓第二定律可得
F =3ma
解得兩次加速度大小均為
a =
F
3m
若 F 水平向右推 A,對(duì) B 有
F =2 ma
1
若 F 水平向左推 B,對(duì) A 有
F =ma
2
則
F 2ma 2
1 = =
F ma 1
2
故選 B。
7.B
1
1
2
2
2
3
解析:B
踢到空中的足球受到豎直向下的重力作用和空氣對(duì)球的作用力。
故選 B。
【點(diǎn)睛】
本題考查了受力分析,注意足球在飛行過程中運(yùn)動(dòng)員對(duì)球沒有作用力。
8.A
解析:A
因?yàn)?/p>
25、兩彈簧彈力的合力與重力大小相等,方向相反,則對(duì)于題中左圖有
mg =2 kx cos37 °
1
( L +x )sin 37 =L
1
對(duì)于題中右圖有
Mg =2 kx cos53 °
2
( L +x )sin 53 =L
2
聯(lián)立解得
M 9
=
m 32
故 A 正確,BCD 錯(cuò)誤;
故選 A。
9.A
解析:A
物體能夠保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性,慣性是物體特有的性質(zhì),跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無 關(guān),所以 A 正確,BCD 錯(cuò)誤
10.B
解析:B
甲圖中加速度為 a ,則有
mgsinθ-μmgcosθ=ma
1
解得
26、
a =gsinθ μgcosθ
乙圖中的加速度為 a ,則有
(m+m′)gsinθ-μ(m+m′)gcosθ=(m+m′)a
解得
a =gsinθ-μgcosθ
丙圖中的加速度為 a ,則有
(mg+F)sinθ-μ(mg+F)cosθ=ma
3
解得
a =
3
(mg+F
)sin
q-m
m
(mg+F
)
cos
q
故
1 2 3
0 2
2
0
1 2
a =a <a
故 ACD 錯(cuò)誤,B 正確。
故選 B。
11.C
解析:C
【分析】
典型的動(dòng)
27、力學(xué)分析問題,運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式綜合分析問題。
A.物體在下滑過程和水平面運(yùn)動(dòng)過程中始終受到恒定的作用力,根據(jù)牛頓第二定律可 知,下滑過程:
mg sin
q-mmg cos
q=ma
1
加速度方向沿斜面向下; 水平面移動(dòng)過程:
m
mg
=ma
2
加速度方向水平向左,從上述計(jì)算可知加速度為一定值,所以 v-t 圖像應(yīng)為直線,故 A 錯(cuò) 誤;
B.物體在下滑過程和水平面運(yùn)動(dòng)過程中加速度大小均為定值,a-t 圖與時(shí)間軸平行的直 線,故 B 錯(cuò)誤;
C.根據(jù)上述計(jì)算過程可知物體下滑過程中的摩擦力小于水平面移動(dòng)過程中的摩擦力,且兩
28、段過程均為定值,故 C 正確;
D.物體在下滑過程中是勻加速直線運(yùn)動(dòng),路程時(shí)間圖像應(yīng)為曲線,故 D 錯(cuò)誤。
【點(diǎn)睛】
動(dòng)力學(xué)問題分類為兩類:一是已知運(yùn)動(dòng)求受力,二是已知受力求運(yùn)動(dòng)。
12.B
解析:B
AB.由圖可知 t -t 時(shí)間內(nèi)拉力大于等于最大靜摩擦力,物塊始終做加速運(yùn)動(dòng),所以 t 時(shí) 刻物塊速度最大,故 A 錯(cuò)誤,B 正確;
C.在 0-t 時(shí)間內(nèi)水平拉力小于最大靜摩擦力,物體保持不動(dòng),故 C 錯(cuò)誤;
D.t ~t 時(shí)間內(nèi)拉力大于等于最大靜摩擦力,則物塊做加速運(yùn)動(dòng),故 D 錯(cuò)誤。
故選 B。
二、填空題
13.
4 :1
3
4
29、
tan
q
[1][2]當(dāng)物體從光滑斜面滑下時(shí),根據(jù)牛頓第二定律可得
mg sinq =ma
根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式
L =
1
2
at
2
1
1
1
1
1 0
2
2
2
1 2
物體從粗糙斜面滑下時(shí),根據(jù)牛頓第二定律可得
mgsin
q-mmgcos
q=ma
1
根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式可得
L =
1
2
a t
1 1
2
根據(jù)題意
t =2t
聯(lián)立以上解得
3
a : a =4 :1 , m= tan
4
30、
14.1+ 5 2 5
[1][2].對(duì)物體進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律得
q
a =gsinθ+μgcosθ=10m/s2
根據(jù)速度公式
v 10
t = 1 = s=1s
a 10
1
根據(jù)位移速度公式得
2a s=v 2
解得向上的位移
v 2
s = 0 =5m 2a
1
根據(jù)牛頓第二定律可知下滑時(shí)
a =gsinθ-μgcosθ=2m/s2
根據(jù)位移速度公式得
v2=2 a s
解得
v=2 5 m/s
向下運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
v 2 5
t = =
31、s= 5s a 2
2
所以物體運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為
t=t +t =(1+ 5 )s 15.等于
解析:
t
AC
=
2H
g
等于
[1]設(shè) BC 與水平方向的夾角為q ,小球從 A 點(diǎn)由靜止開始下滑到 C 點(diǎn)的過程,根據(jù)牛頓第 二定律可得:
a
AC
=
mgcosθ
m
=gcosθ
根據(jù)運(yùn)動(dòng)公式可得:
Hcos θ =
1
2
a t 2
AC AC
解得:
t
AC
=
2H
g
32、
[2]小球從 C 點(diǎn)由靜止開始下滑到 B 點(diǎn)的過程,根據(jù)牛頓第二定律可得:
a
BC
=
mgsinθ
m
=gsinθ
根據(jù)運(yùn)動(dòng)公式可得:
H sin θ =
1
2
a t 2
BC BC
解得:
t
BC
=
2H
g
可得:
t
AC
=t
BC
16.504
解析:5 0.4
[1][2].由圖可知,當(dāng) F=0 時(shí),物體只受滑動(dòng)摩擦力,此時(shí)加速度為 4m/s2, 根據(jù)牛頓第二定律得:
a =
m
33、mg
m
=4m/s 2
解得:
μ=0.4
當(dāng) F=-30N 時(shí),加速度為零,則有
-μmg=F=-30N
解得:
m=7.5kg 17.勻減速運(yùn)動(dòng) g
解析:勻減速運(yùn)動(dòng) g
[1][2]設(shè)繩子對(duì)小球的力為 F,對(duì)小球進(jìn)行受力分析,在豎直方向上,有
F cosq
=mg
,在
水平方向上,小球只受繩子沿水平方向上的分量,由牛頓第二定律可得
a =
F sin
m
q
,方向
水平向左,而車廂的速度向右,可知車廂在做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為 g。 18.1500
34、
1
2
0
1
2
解析:1500
設(shè)運(yùn)動(dòng)員落到水平網(wǎng)時(shí)的速度大小為 v ,離水平網(wǎng)時(shí)的速度大小為 v ,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 v2- v 2=2ax 可得:
v = 2 ′10 ′3.2 m/s =8m/s
v = 2 ′5 ′10 m/s=10m/s
取豎直向下為正方向,由加速度定義式可得:
v -v -10 -8 a = 2 1 = m/s
t 1.2
2
=15m/s
2
由牛頓第二定律可得:
F-mg=ma
解得:
F=1500N
【點(diǎn)睛】
此題考查了自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,牛頓第二定
35、律和加速度定義式,根據(jù)加
速度定義式計(jì)算加速度時(shí)要注意初末速度的方向。
19.6 超重
解析:6 超重
[1]根據(jù)牛頓第二定律
F -mg =ma
N
根據(jù)牛頓第三定律
F ¢
N
=F
N
解得
F ¢
N
=34.6N
[2]返回器向下減速因此加速度方向向上處于超重狀態(tài)。 20.向右
解析:向右
g tan
q
2
[1]研究鐵夾,鋼絲提供兩個(gè)彈力,且等大,依題意有
F cos
q
36、
由牛頓第二定律可得
ma =F -F cosq
F =
mg
sin q
聯(lián)立,可得
a =g tan
q
2
三、解答題
21.(1)500/s2;(2)18m/s
(1)小汽車勻減速運(yùn)動(dòng)過程中的加速度大小 a
v 2 20 2
a = 0 = m/s 2 =500m/s 2 x 2 ′0.4
(2)該乘客的加速度大小為
2
a ¢=
F 2800
= m/s 2 =40m/s m 70
2
乘客的速度大小 v
v =v -a
0
¢t=20m/s -40 ′0.05m/s
37、 =18m/s
22.(1)0.16m/s2;(2) 1.12 ′106 N ;(3)28m/s
(1)
v =288km/h=80m/s
0
,設(shè)勻減速的加速度為 a ,則
v 80
a = 0 = =0.16m/s t 500
1
2
(2)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式
v
2
-v
0
2
=2 ax
可得
v 2 80 2
a = 0 = m/s 2 x 2 ′8000
2
2
=0.4m/s
2
根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律
F - f =ma
有
F =
38、1.12 ′10 6 N
(3)列車減速行駛的時(shí)間 減速行駛的位移
t =500 s
1
x =
1
1
2
a t 2
1 1
=20000m
列車在車站停留時(shí)間 列車加速行駛的時(shí)間
t =300s
2
3
v
t = 0 =200s a
2
加速行駛的位移
v =
x =8000m
2
x +x
1 2 =28m/s t +t +t
1 2 3
23.(1)6m/s;(2)3m/s
(1)對(duì)行李箱受力分析如圖所示
設(shè)物體受摩擦力為 f,支持力為 N,則
39、
f =m
N
根據(jù)牛頓第二定律有: 水平方向有
Fcos
q
- f =ma
豎直方向有
N +Fsin q =mg
解得
a =1.2m/s
2
撤去拉力瞬間行李箱的速度
v =at =1.2 ′5 =6m/s
(2)5s 內(nèi)行李箱的位移
v 6
x = t = ′5m=15m 2 2
撤去拉力后
a′=μg=4m/s2
繼續(xù)運(yùn)動(dòng)
x
'
v 2 62
= = =4.5m 2a' 2 ′4
運(yùn)動(dòng)時(shí)間
1
1 1
t
40、
'
v
= =1.5s
a'
則物體的總位移為
s=15+4.5=19.5m
物體的總時(shí)間為
t=5s+1.5s=6.5s
平均速度為
v =
s 19.5
= m/s=3m/s
t 6.5
24.(1)200N;(2)45m
(1)選箱子為研究對(duì)象,分析如圖所示。
由平衡條件知
F cos37 °=f =m
1
N
N =G +F sin37 °
由以上式子得
F =
mG 0.5 ′200 =
cos37 °-msin37° 0.8 -0.5 ′0.6
N =
41、200N
(2)過程及受力分析
前
3s
內(nèi)
a =
1
F -f F -mmg 200 -0.5 ′200 2 = =
m m 20
m / s
2
=5m / s
2
3s
末
v =a t =5 ′3m / s =15m / s 1 1 1
前 3s 內(nèi)的位移
1 1
s = a t 2 = ′5 ′9m =22.5m 2 2
撤去 F 后
a =
2
-mmg
m
=-mg=-5m/ s
2
由
0 -v 2 =2 a s 1 2
42、2
2
1 1
2
1
m
得
-v2 225
s = 1 = m =22.5m 2 a 10
2
所以箱子通過的總位移
s =s +s =22.5m +22.5m =45m 1 2
25.(1) 900m;(2) 2.7×105N;(3) 7.0×104kg
(1)飛機(jī)在跑道上滑行距離為 x,則
x=
v
2
t=900m
(2)飛機(jī)在跑道上滑行時(shí)的加速度大小為 a,則
a =
v
t
=2m/s
2
由牛頓第二定律
F-0.1mg=ma
解得
F=2.7
43、×105N
(3)空載起飛時(shí),升力正好等于重力
kv 2=m g
載貨起飛時(shí),升力正好等于重力
kv 2=(m +m)g
由上兩式解得
m=7.0×104kg
26.(1)
;(2)a.
v =
m
4rrg
3ar
0
;b.當(dāng)風(fēng)速的豎直向上分量達(dá)
到或大于 v 時(shí),即可將沙塵顆粒吹起形成揚(yáng)沙
(1)顆粒下落過程中受到重力和空氣阻力,由牛頓第二定律可得
mg -arAv 2 =ma
0
因此隨著速度的增加加速度逐漸減小,當(dāng)二力平衡時(shí)物體做勻速運(yùn)動(dòng)并且速度達(dá)到最大, 因此運(yùn)動(dòng)圖像如圖
0
m
(2)a.當(dāng) f=mg 時(shí)顆粒達(dá)到最大速度
f=αρ Av2 m=ρV A=πr2
聯(lián)立得
v =
m
4rrg
3ar
0
b.當(dāng)風(fēng)速的豎直向上分量達(dá)到或大于 v 時(shí),即可將沙塵顆粒吹起形成揚(yáng)沙;