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20xx年高中物理必修一第四章运动和力的关系(八)
1
单选题
1、如1图所示,轻绳跨过光滑定滑轮,一端与小车相连,另一端与手机相连,刻度尺竖直固定在手机一侧。打开手机的频闪拍照功能并由静止释放手机,手机下落过程中拍摄到一组照片,其中三幅相邻的照片中心分别对应在刻度尺上的a、b、c位置,如题2图所示。已知小车质量为M,手机频闪拍照周期为T,则( )
A.手机下落的加速度为x2-x1T2
B.手机拍b位置时的速度为x1+x32T
C.手机的质量为Mx3-x14gT2
D.因没有考虑小车受到的摩擦力,测量的手机质量会偏小
答案:D
A.由Δx=aT2得
(x3-x2)-(x2-x1)=aT2
解得
a=x3+x1-2x2T2
故A错误;
B.手机拍b位置时的速度为
vb=vac=x3-x12T
故B错误;
C.若手机质量远小于小车质量,则对小车由第二定律可得
mg=Ma=Mx3+x1-2x2T2
解得
m=Mx3+x1-2x2gT2
若不满足手机质量远小于小车质量,则对手机、小车系统由牛顿第二定律有
mg=(M+m)a=(M+m)x3+x1-2x2T2
解得
m=M(x3+x1-2x2)gT2-x3-x1+2x2
故C错误;
D.若考虑小车受到的摩擦力,则C项分析中的两式变为
m'g-f=Mx3+x1-2x2T2
m'g-f=(M+m')x3+x1-2x2T2
解得
m'=Mx3+x1-2x2gT2+fg>m
m'=M(x3+x1-2x2)gT2-x3-x1+2x2+fg-a>m
所以没有考虑小车受到的摩擦力,测量的手机质量会偏小,故D正确。
故选D。
2、小丁同学最多能够举起60kg的重物,则在其将重物向上举起的过程中( )
A.重物一直处于超重状态
B.重物一直处于失重状态
C.重物先处于超重状态,后处于失重状态
D.重物先处于失重状态,后处于超重状态
答案:C
重物向上运动时,先由静止向上加速到速度最大,然后向上减速到速度为零,加速度先向上后向下,则重物先超重后失重。
故选C。
3、如图所示,弯折杆ABCD的D端接一个小球,杆和球的总质量为m,—小环套在杆AB段上用绳吊着,恰好能一起以加速度a竖直向上做匀加速运动,杆AB段与水手方向的夹角为θ,则
A.杆对环的压力为mgsinθ+masinθ
B.环与杆的摩擦力为mgcosθ+macosθ
C.环对杆和球的作用力为mg+ ma
D.杆和球处于失重状态
答案:C
AB.杆和球受重力、支持力、摩擦力三个力作用,沿BA和垂直BA方向建立直角坐标系,分解加速度,沿BA方向:
Ff-mgsinθ=masinθ
垂直BA方向:
FN-mgcosθ=macosθ
得:
Ff=mgsinθ+masinθ
FN=mgcosθ+macosθ
选项AB错误;
C.环对杆和球的作用力为支持力、摩擦力的合力,由牛顿第二定律可知:作用力方向一定竖直向上且
F-mg=ma
即
F=mg+ma
选项C正确;
D.杆和球具有向上的加速度,处于超重状态,选项D错误。
故选C。
4、亚里士多德认为物体的运动需要力来维持,伽利略用实验+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点,关于伽利略理想实验,以下说法正确的是( )
A.完全是理想的,没有事实为基础
B.是以可靠事实为基础的,经科学抽象深刻反映自然规律
C.没有事实为基础,只是理想推理
D.过于理想化,所以没有实际意义
答案:B
在伽利略研究力与运动的关系时,是在斜面实验的基础上,成功地设计了理想斜面实验,他以实际的实验为依据,抓住了客观事实的主要因素,忽略了次要因素,从而能够更深刻地揭示了自然规律。因此,理想实验是实际实验的延伸,而不是实际的实验,是建立在实际事实基础上的合乎逻辑的科学推断,故ACD错误,B正确。
故选B。
小提示:要了解伽利略“理想实验”的内容、方法、原理以及物理意义,伽利略实验的卓越之处不是实验本身,而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上,进行理想化推理。(也称作理想化实验)它标志着物理学的真正开端。
5、蹦极是新兴的一项户外休闲活动。如图,蹦极者站在约40米高的塔顶,把一端固定在塔顶的长橡皮绳另一端绑住身体,然后两臂伸开,从塔顶自由落下。当人体下落一段距离后,橡皮绳被拉紧,当到达最低点时橡皮绳再次弹起,人被拉起,随后又落下,这样反复多次,这就是蹦极的全过程。若空气阻力不计,橡皮绳弹力与伸长量成正比,橡皮绳弹力与人体重力相等位置为坐标原点,竖直向上为正方向,从第一次运动到最低点开始计时,则关于人体运动的位移x、速度v、加速度a、合外力F与时间t的关系图正确的是( )
A.B.
C.D.
答案:C
以向上为正方向,从最低点开始向上运动,合力F向上,加速度减小,速度增加,到达坐标原点,加速度为0,速度达到最大值,继续上升,加速度增大,方向向下,速度减小,到达原长位置后继续上升到达最高点再返回到原长位置,此阶段加速度为g,速度均匀减小再均匀增大,之后加速度减小,方向向下,到达坐标原点,加速度为0,速度达到最大值,继续下降,加速度增大,方向向上,速度减小直至到达最低点;
故选C。
6、神舟号航天员叶光富在空间站中可以进行正常锻炼的健身项目是( )
A.拉弹簧拉力器B.俯卧撑C.引体向上D.仰卧起坐
答案:A
空间站中,所有物体皆处于完全失重状态,所有与重力有关的现象消失。
A.弹簧拉力器锻炼的是人肌肉的伸缩和舒张力,与重力无关,故A正确;
B.利用俯卧撑锻炼身体需克服自身的重力上升,利用自身的重力下降。在完全失重状态下已没有重力可用。故B错误;
C.利用引体向上锻炼身体需克服自身的重力上升,利用自身的重力下降。在完全失重状态下已没有重力可用。故C错误;
D.利用仰卧起坐锻炼身体需克服自身的重力上升,利用自身的重力下降。在完全失重状态下已没有重力可用。故D错误。
故选A。
7、如图所示,木块A的质量为m,木块B的质量为M,叠放在光滑的水平面上,A、B的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,用水平力F用于A则保持A、B相对静止的条件是F不超过( )
A.μmg
B.μMg
C.μmg1+mM
D.μMg1+Mm
答案:C
A、B以整体为研究对象由牛顿第二定律可知
F=M+ma
若A、B即将相对滑动,则A、B间摩擦力此时恰好为最大静摩擦力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以物体B为研究对象由牛顿第二定律可知
μmg=Ma
联立解得
F=μmg1+mM
故C正确。
故选C。
8、如图所示,小球B放在真空容器A内,球B的直径恰好等于正方体A的棱长,将它们以初速度v0竖直向上抛出,下列说法中正确的是( )
A.若不计空气阻力,上升过程中,A对B有向上的支持力
B.若考虑空气阻力,上升过程中,A对B的压力向下
C.若考虑空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上
D.若不计空气阻力,下落过程中,B对A的压力向上
答案:B
AD.根据题意,若不计空气阻力,将容器以初速度v0竖直向上抛出后,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到加速度为g,再以容器A为研究对象,无论上升和下落过程其合力都等于本身重力,则B对A没有压力,由牛顿第三定律可得,A对B也没有支持力,故AD错误;
B.若考虑空气阻力,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得,上升过程加速度大于g,再以球B为研究对象,根据牛顿第二定律分析,B受到的合力大于重力,B除受到重力外,还应受到向下的压力,即A对B的压力向下,故B正确;
C.若考虑空气阻力,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得下落过程加速度小于g,再以B为研究对象,根据牛顿第二定律分析,B受到的合力小于重力,B除受到重力外,还应受到向上的力,即A对B的支持力向上,由牛顿第三定律可得,B对A的压力向下,故C错误。
故选B。
9、机器人服务人类的场景正步入现实生活中,例如餐厅中使用机器人来送餐,就越来越常见。如图甲所示为某餐厅的送餐机器人,将其结构简化为如图乙所示的示意图,机器人的上表面保持水平。则下列说法中正确的是( )
A.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,菜品受到与运动方向一致的摩擦力作用
B.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对平衡力
C.菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时,菜品的惯性逐渐增大
D.菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时,机器人对菜品的作用力大于菜品的重力
答案:D
A.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,不受摩擦力作用。A错误;
B.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时,菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对作用力与反作用力。B错误;
C.菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时,菜品的惯性不变。惯性大小由物体的质量决定,质量不变,物体的惯性不变。C错误;
D.菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时,机器人对菜品的支持力
FN=mg
由牛顿第二定律
Ff=ma
机器人对菜品的作用力为支持了和静摩擦力的合力
F=FN2+Ff2=FN2+(ma)2=(mg)2+(ma)2>mg
D正确。
故选D。
10、水平地面上有一质量为m1的长木板,木板的左端上有一质量为m2的物块,如图(a)所示。用水平向右的拉力F作用在物块上,F随时间t的变化关系如图(b)所示,其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图(c)所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1,物块与木板间的动摩擦因数为μ2,假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g。则下面选项不正确的是( )
A.F1=μ1m1g
B.F2=m2(m1+m2)m1(μ2-μ1)g
C.μ2>m1+m2m2μ1
D.在0~t2时间段物块与木板加速度相等
答案:A
A.图(c)可知,t1时滑块木板一起刚在从水平滑动,此时滑块与木板相对静止,木板刚要滑动,此时以整体为对象有
F1=μ1(m1+m2)g
故A错误,符合题意;
BC.图(c)可知,t2滑块与木板刚要发生相对滑动,以整体为对象,根据牛顿第二定律,有
F2-μ1(m1+m2)g=(m1+m2)a
以木板为对象,根据牛顿第二定律,有
μ2m2g-μ1(m1+m2)g=m1a>0
解得
F2=m2(m1+m2)m1(μ2-μ1)g
μ2>m1+m2m2μ1
故BC正确,不符合题意;
D.图(c)可知,0~t2这段时间滑块与木板相对静止,所以有相同的加速度,故D正确,不符合题意。
故选A。
多选题
11、国际单位制(缩写SI)定义了米(m)、秒(s)等7个基本单位,其他单位均可由物理关系导出。例如,由m和s可以导出速度单位m/s,历史上,曾用“米原器”定义米,用平均太阳日定义秒。但是,以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响,而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯﹣133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率△v=9192631770Hz定义s;1983年用真空中的光速c=299792458m/s定义m。2018年第26届国际计量大会决定,7个基本单位全部用基本物理常量来定义。新SI自2019年5月20日(国际计量日)正式实施,这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项正确的是( )
A.7个基本单位全部用物理常量定义,保证了基本单位的稳定性
B.用真空中的光速c(m/s)定义m,因为长度l与速度v存在l=vt,而s已定义
C.用基本电荷e(C)定义安培(A),因为电荷量q与电流I存在I=qt,而s已定义
D.因为普朗克常量h(J•s)的单位中没有kg,所以无法用它来定义质量单位
答案:ABC
A.由题可知,为了保证了基本单位的稳定性,基本单位全部采用物理常量定义,A正确;
B.真空中光速恒定,而时间单位已确定,因此可以利用速度公式确定长度,B正确;
C.根据I=qt,电量单位为C,而时间单位s已确定,故可以确定电流的单位,C正确;
D.根据E=mc2以及E=hν即可确定出质量的单位,D错误。
故选ABC。
12、雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒,这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关.一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向下落,雨滴下落过程中所受重力保持不变,其速度-时间图像如图所示,则雨滴下落过程中( )
A.速度先增大后减小B.加速度先减小后不变
C.受到的合力先减小后不变D.受到的空气阻力不变
答案:BC
A.由题图可知,雨滴的速度先增大后不变,故A错误;
BC.因为v-t图像的斜率表示加速度,可知加速度先减小后不变,根据
F合=ma
可知雨滴受到的合力先减小后不变,故BC正确;
D.根据牛顿第二定律可得
mg-f=ma
可知雨滴受到的空气阻力先增大后不变,故D错误。
故选BC。
13、质量为M的木板放在光滑水平面上,木板上表面粗糙程度均匀,一质量为m的物块以水平速度v0从木板左端滑上木板,下列说法正确的是( )
A.若物块能从木板上滑下,仅增大物块的质量,木板获得的动能增大
B.若物块能从木板上滑下,仅增大物块初速度v0,木板获得的动能减小
C.若物块不能从木板上滑下,仅增大物块质量,物块在木板上相对滑动的时间变长
D.若物块不能从木板上滑下,仅增大物块初速度v0,物块在木板上相对滑动的时间变短
答案:AB
A.在同一个坐标系中做出物块和木板的v-t图像,若物块运动时间t1后从木板上滑下,则图甲中阴影部分面积表示板长,斜率表示加速度,仅增大物块质量,由物块加速度大小
a=μmgm=μg
可知,物块加速度大小不变,而木板加速度大小为
a板=μmgM
则木板加速度变大,要保持图甲中阴影部分面积不变,故木板的末速度增大,动能增大,故A正确;
B.仅增大v0,加速度大小都不变,要保持图乙中阴影部分面积不变,则木板的末速度减小,动能减小,故B正确;
CD.如图丙所示,若物块不能从木板上滑下,物块与木板最终将在t1时刻达到共速,仅增大物块质量,物块加速度大小不变,木板加速度大小增大,物块在木板上相对滑动的时间
t2<t1
即物块在木板上相对滑动的时间变短;仅增大物块初速度v0,加速度大小都不变,则物块在木板上相对滑动的时间
t3>t1
即物块在木板上相对滑动的时间变长,故CD错误。
故选AB。
14、一滑块以某一速度滑上足够长的光滑斜面,下列图像中能够正确表示滑块运动的是( )
A.B.C.D.
答案:BD
滑块向上滑动,速度减为零后,再反向运动,即前后速度方向相反;上滑与下滑过程中,滑块受力不变,所以加速度不变。
故选BD。
15、如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接,放在倾角为θ的斜面上,用始终平行于斜面向上的拉力F拉A,使它们沿斜面匀加速上升,A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ。为了增加轻线上的张力,可行的办法是( )
A.减小A物块的质量B.增大B物块的质量
C.增大倾角θD.增大动摩擦因数μ
答案:AB
对A、B组成的系统应用牛顿第二定律得
F-(mA+mB)gsinθ-μ(mA+mB)gcosθ=(mA+mB)a
隔离物块B,应用牛顿第二定律得
FT-mBgsinθ-μmBgcosθ=mBa
联立可解得
FT=mBFmA+mB=FmAmB+1
由此可知,FT的大小与θ、μ无关,mB越大,mA越小,FT越大,故AB正确,CD错误。
故选AB。
16、一个静止在水平面上的物体质量为2 kg,在水平向右的5 N的拉力作用下滑行,物体与水平面间的滑动摩擦力为2 N,4 s后撤去拉力,则( )
A.物体在4 s末的速度为6 m/sB.物体在4 s末的速度为10 m/s
C.物体滑行的时间为6 sD.物体滑行的时间为10 s
答案:AD
AB.前4 s内,根据牛顿第二定律得,物体匀加速运动的加速度
a1=F-Ffm=1.5 m/s2
物体在4 s末的速度
v1=a1t1=6 m/s
选项A正确,B错误;
CD.4 s后,根据牛顿第二定律得,物体匀减速运动的加速度
a2=-Ffm=-1 m/s2
物体继续滑行的时间
t2=v2-v1a2=0-6-1s=6s
则物体滑行的时间为6 s+4 s=10 s,选项C错误,D正确。
故选AD。
17、在平直公路上运行的大卡车运载了完全相同的外表面光滑的圆柱体A、B、C,圆柱体B和C分别紧靠货箱前后壁。下列说法正确的是( )
A.匀速行驶时,A、B之间的作用力等于A、C之间的作用力
B.加速行驶时,A、B之间作用力大于A、C之间的作用力
C.减速行驶时,C与货箱后壁的作用力可能为零
D.变速行驶时,B与箱底之间的作用力等于C与箱底之间的作用力
答案:AC
A.在匀速行驶时,由于对称性,A、B之间的作用力等于A、C之间的作用力,故A正确;
B.加速行驶时,对A进行受力分析,不难得出A、B之间的作用力只有小于A、C之间的作用力,A才能有向前(左)的加速度,故B错误;
C.减速行驶时,加速度向后(右),对整体进行受力分析可知,C与货箱后壁的作用力可能为零,故C正确;
D.在变速行驶时,分别隔离A、B、C进行受力分析,不难发现B与箱底之间的作用力和C与箱底之间的作用力不相等,故D错误。
故选AC。
18、球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机,总质量为M。飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比(即F阻=kv2,k为常量)。当发动机关闭时,飞行器竖直下落,经过一段时间后,其匀速下落的速率为10m/s;当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动,经过一段时间后,飞行器匀速向上的速率为5m/s。重力加速度大小为g,不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化,下列说法正确的是( )
A.发动机的最大推力为1.5Mg
B.当飞行器以5m/s匀速水平飞行时,发动机推力的大小为174Mg
C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时,飞行器速率为53m/s
D.当飞行器以5m/s的速率飞行时,其加速度大小可以达到3g
答案:BC
A.飞行器关闭发动机,以v1=10m/s匀速下落时,有
Mg=kv12=k×100
飞行器以v2=5m/s向上匀速时,设最大推力为Fm
Fm=Mg+kv22=Mg+k×25
联立可得
Fm=1.25Mg,k=Mg100
A错误;
B.飞行器以v3=5m/s匀速水平飞行时
F=Mg2+kv32=174Mg
B正确;
C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时
f=Fm2-Mg2=34Mg=kv42
解得
v4=53m/s
C正确;
D.当飞行器最大推力向下,以v5=5m/s的速率向上减速飞行时,其加速度向下达到最大值
Fm+Mg+kv52=Mam
解得
am=2.5g
D错误。
故选BC。
19、如图所示,一个小球O用1、2两根细绳连接并分别系于箱子上的A点和B点,OA与水平方向的夹角为θ,OB水平,开始时箱子处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.若使箱子水平向右加速运动,则绳1、2的张力均增大
B.若使箱子水平向右加速运动,则绳1的张力不变,绳2的张力增大
C.若使箱子竖直向上加速运动,则绳1、2的张力均增大
D.若使箱子竖直向上加速运动,则绳1的张力增大,绳2的张力不变
答案:BC
AB.箱子静止时,对小球,根据平衡条件得
FOAsinθ=mg
FOB=FOAcosθ
若使箱子水平向右加速运动,则在竖直方向上合力为零,有
FOA'sinθ=mg
FOB'-FOA'cosθ=ma
所以绳1的张力不变,绳2的张力增大,A错误,B正确;
CD.若使箱子竖直向上加速运动,则
FOA″sinθ-mg=ma'
FOB″=FOA″cosθ
所以绳1的张力增大,绳2的张力也增大,C正确,D错误。
故选BC。
20、如图所示,倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上,斜面上有三个小球A、B、C,上端固定在斜面顶端的轻绳a,下端与A相连,A、B间由轻绳b连接,B、C间由一轻杆相连。初始时刻系统处于静止状态,轻绳a、轻绳b与轻杆均平行于斜面。已知A、B、C的质量分别为m、2m、3m,重力加速度大小为g。现将轻绳b烧断,则烧断轻绳b的瞬间,下列说法正确的是( )
A.轻绳a的拉力大小为6mgsinθ
B.B的加速度大小为gsinθ,方向沿斜面向下
C.C的加速度为0
D.杆的弹力为0
答案:BD
A.轻绳b被烧断的瞬间,A受力平衡,合力为零,则轻绳a的拉力大小
FT=mgsinθ
A错误;
BC.轻绳b被烧断的瞬间,B、杆与C的加速度相同,对B、杆和C整体进行受力分析,并根据牛顿第二定律有
(2m+3m)gsinθ=(2m+3m)a0
解得
a0=gsinθ
方向沿斜面向下,可知B正确,C错误;
D.对B进行受力分析并根据牛顿第二定律有
2mgsinθ+F=2ma0
解得杆对B的弹力
F=0
D正确。
故选BD。
填空题
21、如图所示,静止在水平地面上的木板(厚度不计)质量为m1=1 kg,与地面间的动摩擦因数μ1=0.2,质量为m2=2 kg、可看作质点的小物块与木板、地面间的动摩擦因数均为μ2=0.4,以v0=4 m/s 的水平速度从左端滑上木板,经过t=0.6 s滑离木板,g取10 m/s2,木板的长度为___________ m,小物块离开木板后,木板的加速度为___________ m/s2,方向水平___________(选填“向左”或“向右”)。
答案: 1.32 2 向左
由于
μ2m2g>μ1m1+m2g
则物块在木板上以
a1=μ2g=4m/s2
减速滑行时,木板以
a=μ2m2g-μ1m1+m2gm1=2m/s2
向右加速运动,在0.6 s时,物块的速度
v1=v0-a1t=1.6m/s
木板的速度
v2=a2t=1.2m/s;0.6 s内物块的位移
s1=v0+v12t=1.68m
木板的位移
s2=0+v22t=0.36m
相对位移为
Δs=s1-s2=1.32m
即木板长度为1.32 m;物块离开木板后,木板做减速运动,加速度大小为
a3=μ1g=2m/s2
方向向左。
22、鼓浪屿是世界文化遗产之一。岛上为保护环境不允许机动车通行,很多生活物品要靠人力板车来运输。如图所示,货物放置在板车上,与板车一起向右做匀速直线运动,车板与水平面夹角为θ。现拉动板车向右加速运动,货物与板车仍保持相对静止,且θ不变。则板车加速后,货物所受的摩擦力_________,货物所受的支持力_________。(两个空均选填“变大”、“变小”或“不变”)
答案: 变大 变小
[1][2]对货物进行受力分析可得,在匀速运动时有
f=mgsinθ
FN=mgcosθ
当货物与车一起做加速运动时,设加速度为a,有
f'-mgsinθ=macosθ
mgcosθ-F'N=masinθ
固有
f'>f
F'N<FN
23、如图甲所示,初始有一质量m=5 kg的物块以速度v0=10 m/s在水平地面上向右滑行,在此时刻给物块施加一水平外力F,外力F随时间t的变化关系如图乙所示,作用3 s时间后撤去外力F,规定水平向右为正方向,已知物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10 m/s2。则撤去拉力F时物块的速度大小v=_____m/s;从施加水平力开始物块能向右滑行的总位移为______m。
答案: 2 19
[1][2]在第1 s内物体的加速度大小为
a1=F+μmgm=4m/s2
第1 s末的速度
v1=v0-a1t=6m/s
在第2 s内加速度大小为
a2=F-μmgm=0
即物块做匀速直线运动。在第3 s内加速度大小为
a2=4m/s2
所以撤去F时物块的速度大小为
v=v1-a2t=2m/s
撤去F之后,物块的加速度大小为
a3=μmgm=2m/s2
运动时间
t'=va3=1s
物块运动的v-t图像如图所示,物块向右滑行的总位移为
x=v0+v12t+v1t+v1+v2t+v2t'=19m
24、一质量m=4kg的物体受到五个共点力的作用处于静止状态,若将其中F1=20N撤掉,其余四个力不变,则物体将做加速度大小为______m/s2,方向为______的匀加速运动。若将其中两个力F2=10N,F3=6N撤掉,其余三个力不变,则物体的最大加速度为______m/s2。
答案: 5 与F1方向相反 4
[1]物体将做加速度大小为
a=Fm=5m/s2
[2]撤掉F1物体受力方向与F1相反,加速度方向与F1方向相反。
[3]将其中两个力F2=10N,F3=6N撤掉,物体受到的最大力为16N,最大加速度为
am=Fmm=4m/s2
25、在倾角为37°足够长的斜面上,一个物体从静止开始下滑,若动摩擦因数为0.25,则物体运动的加速度为_______m/s2,它下滑2m时的速度是________m/s。(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
答案: 4 4
[1][2]对物体受力分析,由牛顿第二定律得
mgsinθ-μmgcosθ=ma
即加速度为
a=gsinθ-μgcosθ=4ms2
又由运动学公式
v2=2ax
解得物体下滑2m时的速度为
v=4ms
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