1.福廈高鐵北起福州,南至漳州,全長277.42km,設(shè)計最高時速350km/?,共設(shè)8座車站,則( )
A. km是國際單位制中的基本單位
B. 列車從福州到漳州的位移為277.42km
C. 列車從福州到漳州的平均速度為350km/?
D. 研究列車從福州到漳州的運動軌跡時,可將列車視為質(zhì)點
2.如圖甲所示,訂書機是一種常見的文具,其底座前端有弧形凹柏。壓下訂書釘使其穿過紙張后進入弧形凹槽,訂書釘在凹槽的作用下向內(nèi)彎曲后,即可完成裝訂。如圖乙所示,當訂書釘末端被壓到弧形凹槽上的A點時,凹槽在A點對訂書釘末端的( )
A. 彈力方向豎直向上B. 彈力方向水平向右
C. 摩擦力方向沿凹槽A點的切線斜向上D. 摩擦力方向沿凹槽A點的切線斜向下
3.如圖所示,一張卡紙被磁條壓在白板上并保持靜止,白板表面豎直,則( )
A. 磁條受到3個力的作用
B. 卡紙受到4個力的作用
C. 白板對卡紙的摩擦力大于卡紙的重力
D. 白板對卡紙的支持力和磁條對卡紙的壓力是一對相互作用力
4.如圖所示,豎直輕彈簧下端固定在水平地面上,上端與質(zhì)量M=2m的木板相連,質(zhì)量為m的物塊放在木板上,物塊受到一大小為mg、方向豎直向下的壓力F,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),g為重力加速度。某時刻突然撤去壓力F,則撤去壓力瞬間木板對物塊的支持力大小為( )
A. mgB. 43mgC. 2mgD. 83mg
二、多選題:本大題共4小題,共24分。
5.甲、乙兩輛汽車在同一條平直公路上同向運動,其v?t圖像分別如圖中兩條曲線所示,已知兩車在t=0時刻并排行駛,則在0~t1時間內(nèi)( )
A. 甲車的加速度一直增大B. 乙車的加速度一直增大
C. 甲車與乙車距離逐漸增大D. 甲車與乙車距離先增大后減小
6.如圖所示,一斜面靜止在水平地面上,斜面上有一物塊在沿斜面向上的拉力F作用下處于靜止狀態(tài)。逐漸增大拉力F,物塊與斜面始終保持靜止,則此過程中( )
A. 斜面對物塊的靜摩擦力一定逐漸增大B. 斜面對物塊的靜摩擦力可能先減小后增大
C. 地面對斜面的靜摩擦力一定逐漸增大D. 地面對斜面的靜摩擦力可能先減小后增大
7.如圖所示,靜止的木箱內(nèi)有一水平輕彈簧,彈簧右端與木箱連接,左端與物塊連接。此時彈簧處于伸長狀態(tài),物塊恰好保持靜止。則在以下情況中,物塊與木箱一定會發(fā)生相對滑動的是( )
A. 木箱突然向左加速B. 木箱突然向右加速C. 木箱突然向上加速D. 木箱突然向下加速
8.如圖所示,一傾斜傳送帶與水平面的夾角為37°,以速度v=3m/s順時針勻速轉(zhuǎn)動。一小煤塊以初速度v0=5m/s自傳送帶的底端A點沿傳送帶方向沖上傳送帶,一段時間后運動到傳送帶頂端B點。已知煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5,AB距離為2.8m,sin37°=0.6,cs37°=0.8,重力加速度g取10m/s2,則煤塊( )
A. 剛沖上傳送帶時的加速度大小為2m/s2
B. 運動到B點時的速度大小為1m/s
C. 從A點運動到B點所用時間為1315s
D. 從A點運動到B點過程中在傳送帶上留下的劃痕長為1m
三、填空題:本大題共3小題,共12分。
9.如圖甲所示,質(zhì)量為1kg的物塊A靜置于水平木板B上,左端連接有彈簧秤。用水平向左的拉力F拉彈簧秤,當彈簧秤示數(shù)為2.20N時,A和B均保持靜止狀態(tài),此時A與B之間的摩擦力大小為______N;如圖乙所示,將該裝置中彈簧秤左端固定在墻壁上,用水平向右的拉力F′拖動B,使其向右運動,當A穩(wěn)定時(未脫離木板),彈簧秤示數(shù)為2.60N,重力加速度g取10m/s2,則A與B之間的動摩擦因數(shù)μ= ______。
10.如圖所示,水平輕桿AB左端固定在豎直墻壁上,右端固定一光滑輕質(zhì)滑輪,一輕繩一端固定在豎直墻壁上的O點,另一端跨過滑輪掛上一質(zhì)量m=3kg的物塊,已知∠ABO=30°,重力加速度g取10m/s2,則輕桿AB對滑輪的作用力大小為_____N;若將輕繩在墻上的固定點下移到O′點,則系統(tǒng)穩(wěn)定后輕桿AB對滑輪的作用力_____(選填“變大”“變小”或“不變”)。
11.某跳水運動員訓練時從5m跳臺雙腳朝下由靜止自由下落,教練用相機連拍功能連續(xù)拍攝了多張照片,其中一張照片中運動員雙腳離水面3.2m,重力加速度g取10m/s2,則此時運動員的速度大小為_____m/s;相鄰的另一張照片中運動員雙腳離水面1.8m,則相鄰兩張照片拍攝的時間間隔為_____s。
四、簡答題:本大題共3小題,共28分。
12.某同學利用如圖甲所示的裝置測量一彈簧的勁度系數(shù),他將彈簧上端固定在鐵架上,彈簧下端固定有指示箭頭,靠近彈簧豎直固定有刻度尺。彈簧不掛鉤碼時,指示箭頭指示刻度為10.00cm,掛上一個鉤碼后,靜止時指示刻度如圖乙所示。接著每次增加一個鉤碼,記錄靜止時指示刻度如表所示,已知每個鉤碼質(zhì)量為50g,當?shù)刂亓铀俣萭為9.80m/s2。

(1)圖乙中箭頭指示的刻度示數(shù)為______cm;
(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),在圖丙補齊數(shù)據(jù)點并作出n?L圖像,由圖像可知該彈簧的勁度系數(shù)為______N/m(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);
(3)將只懸掛一個鉤碼的實驗裝置靜置于電梯中,電梯由靜止啟動時發(fā)現(xiàn)指示箭頭向上移動,則此時電梯處于______狀態(tài)(選填“超重”或“失重”),啟動方向______(選填“向上”或“向下”)。
13.某學習小組利用如圖甲所示的實驗裝置探究物體加速度與合外力大小關(guān)系:

(1)組裝好器材,不掛鉤碼時,調(diào)整木板的傾斜程度,直至小車運動時打點計時器在紙帶上打出的點分布均勻為止;
(2)保持小車質(zhì)量不變,改變懸掛的鉤碼數(shù)量,測出對應(yīng)的加速度大小。打點計時器的頻率為50Hz,其中一條紙帶如圖乙所示,相鄰兩計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出,則小車的加速度大小為______m/s2(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字);
(3)測得懸掛不同鉤碼個數(shù)n時小車的加速度a,作出a?n圖像如圖丙所示,圖像末端彎曲的原因是______;
(4)因鉤碼盒上的標識模糊無法確定單個鉤碼的質(zhì)量,該小組利用上述裝置測量單個鉤碼的質(zhì)量。完成步驟(1)后,先將8個鉤碼都放置在小車上,然后從小車上逐個取出鉤碼并掛在細繩末端,測得細繩末端懸掛不同個數(shù)的鉤碼時小車的加速度大小,小車加速度a與懸掛鉤碼個數(shù)n的關(guān)系如圖丁所示。已知圖像斜率為k,小車(空車)質(zhì)量為M,重力加速度大小為g,則單個鉤碼的質(zhì)量為______。
14.一汽車在水平路面上做勻速直線運動,如圖甲所示,固定于車內(nèi)的磁吸式手機支架利用內(nèi)置的強磁鐵吸附手機,側(cè)視圖如圖乙所示,手機與水平面夾角θ=53°,手機、支架與汽車三者保持相對靜止。已知支架內(nèi)強磁鐵對手機的吸引力大小F1=15N,方向始終垂直于接觸面,手機質(zhì)量m=0.25kg,與支架接觸面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,sin53°=0.8,cs53°=0.6,重力加速度g取10m/s2。
(1)求支架對手機支持力N的大??;
(2)若施加一平行于接觸面向下的外力將手機緩慢抽出,求此外力F的大小。
五、計算題:本大題共2小題,共18分。
15.如圖甲所示為某學校運動區(qū)豎直吊竿示意圖,一同學鍛煉時,爬到竿頂后由靜止沿竿勻加速下滑,再勻減速下滑落地。在某次鍛煉中,該同學先勻加速下滑1s,再勻減速下滑2s后速度減為0時恰好到達地面。已知該同學質(zhì)量為60kg,整個下滑過程重心下降的高度?=3m,不計空氣阻力,重力加速度g取10m/s2。

(1)以開始下滑為計時起點,在圖乙中畫出該同學下滑過程的v?t圖像,并求出下滑過程中的最大速度;
(2)求該同學加速階段與減速階段受到的摩擦力大小之比;
(3)為確保安全,需保證落地時速度不得超過2m/s,且加速與減速過程的加速度均與前述過程相同,求該同學加速下滑的最大高度。
16.如圖所示,質(zhì)量M=1kg的長木板靜止在水平地面上,質(zhì)量m=2kg的物塊以方向水平向右、大小v0=6m/s的初速度沖上木板左端,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ1=0.4,木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2,木板足夠長,物塊可視為質(zhì)點,重力加速度g取10m/s2。
(1)求物塊沖上木板的瞬間,物塊與木板各自的加速度大小;
(2)求物塊最終距木板左端的距離;
(3)若物塊沖上木板1s后,對木板施加大小為10N、方向水平向左的恒力,該恒力作用0.5s后撤去,求物塊最終距木板左端的距離。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、km是常用單位,不是國際單位制中的基本單位,故A錯誤;
B、列車從福州到漳州的路程為277.42km,位移不能確定,故B錯誤;
C、列車從福州到漳州的瞬時速度最大為350km/?,故C錯誤;
D、研究列車從福州到漳州的運動軌跡時,列車的大小和形狀可忽略不計,可將列車視為質(zhì)點,故D正確。
故選:D。
km不是國際單位制中的基本單位。物體運動軌跡的長度叫路程,最高時速是瞬時速度最大值。當物體的大小和形狀可忽略不計時,物體可看成質(zhì)點。
解答本題的關(guān)鍵要掌握物體能看成質(zhì)點的條件:物體的大小和形狀可忽略不計。要注意正確區(qū)分位移與路程、平均速度與瞬時速度。
2.【答案】C
【解析】解:AB、接觸面的彈力方向垂直于接觸面指向受力物體,所以A點的彈力方向垂直于過A點的切線指向訂書針;AB錯誤;
CD、摩擦力的方向于相對運動趨勢方向相反,所以A點對訂書針的摩擦力方向沿切線斜向上,故C正確,D錯誤。
故選:C。
根據(jù)接觸面彈性形變判斷彈力方向,再根接觸面的傾斜情況判斷摩擦力的方向。
本題考查了彈力和摩擦力的方向的判斷,解決本題的關(guān)鍵是理解彈力的產(chǎn)生以及靜摩擦力的判斷。
3.【答案】C
【解析】解:A、對磁條分析可知,磁條受到重力、支持力、磁場力和摩擦力共4個力的作用,故A錯誤;
B、對卡紙受力分析可知,卡紙受到重力、白板的支持力、磁條的壓力,白板的摩擦力和磁條的摩擦力共5個力的作用,故B錯誤;
C、由B項分析可知,豎直方向上卡紙受到向下的重力,白板對卡紙向上的摩擦力和磁條對卡紙向下的摩擦力,白板對卡紙的摩擦力等于卡紙的重力和磁條的摩擦力之和,所以白板對卡紙的摩擦力大于卡紙的重力,故C正確;
D、白板對卡紙的支持力和磁條對卡紙的壓力不是一對相互作用力,故D錯誤。
故選:C。
分別以磁條和卡紙為研究對象,進行受力分析,根據(jù)受力情況確定受力個數(shù),并明確各力間的關(guān)系。
解決本題的關(guān)鍵要掌握受力分析的方法,一般按重力、場力、彈力和摩擦力的順序分析受力,要防止漏力。
4.【答案】B
【解析】B
【詳解】某時刻突然撤去壓力F,對整體,根據(jù)牛頓第二定律有
mg=(M+m)a
對物塊,根據(jù)牛頓第二定律有
FN?mg=ma
解得撤去壓力瞬間木板對物塊的支持力大小為
FN=43mg
故選B。
5.【答案】BC
【解析】BC
【詳解】AB.圖像的斜率等于加速度,可知甲車的加速度一直減小,乙車的加速度一直增大,選項A錯誤,B正確;
CD.因甲的速度一直大于乙,可知甲車與乙車距離逐漸增大,選項C正確,D錯誤。
故選BC。
6.【答案】BC
【解析】解:AB、物塊在沿斜面向上的拉力F作用下處于靜止狀態(tài),說明物塊受力平衡,物塊受重力、支持力、F和靜摩擦力,若F大于重力的分力,則靜摩擦力沿斜面向下,當F增大時,靜摩擦力增大;若F小于重力的分力時,則靜摩擦力先減小,當F增大到一定值后再繼續(xù)增大時,靜摩擦力將增大,故A錯誤,B正確;
CD、對斜面和物體整體為研究對象,根據(jù)力的平衡條件可知,在水平方向上,地面對斜面的摩擦力與拉力F在水平方向上的分力等大反向,拉力F在水平方向上的分力方向向右,故F增大,則靜摩擦力增大,故C正確,D錯誤。
故選:BC。
位于斜面上的物塊在沿斜面向上的拉力F作用下處于靜止狀態(tài),說明物體受力平衡,物體所受摩擦力的方向取決于物體重力沿斜面向下分力的大小與拉力F的大小關(guān)系,因此f1方向可能沿斜面向下,也可能沿斜面向上,也可能為零,故可判斷AB選項;
根據(jù)斜面對物體的作用力大小與物體所受的重力的大小是一對平衡力可判斷C選項;
對斜面和物體M整體為研究對象,根據(jù)力的平衡條件可判斷D選項。
解題時注意正確選取研究對象,進行受力分析,合理選取整體法和隔離法是解答此題的關(guān)鍵。
7.【答案】AD
【解析】解:A、彈簧處于伸長狀態(tài),物塊恰好保持靜止,則彈簧的彈力剛好等于物塊的最大靜摩擦力,當木箱突然向左加速,要使物塊有向左的加速度,物塊摩擦力應(yīng)該增加,但原來已經(jīng)達到最大靜摩擦力了,無法繼續(xù)增大,物塊與木箱一定會發(fā)生相對滑動,故A正確;
B、木箱突然向右加速,則物塊有向右的加速度,物塊受靜摩擦力減小即可,物塊與木箱不一定會發(fā)生相對滑動,故B錯誤;
C、木箱突然向上加速,物塊有向上的加速度,根據(jù)N?mg=ma可知
N=mg+ma
壓力增大,則最大靜摩擦力增大,物塊不會運動,故C錯誤;
D、木箱突然向下加速,物塊有向下的加速度,根據(jù)mg?N=ma可知
N=mg?ma
壓力減小,則最大靜摩擦力減小,物塊一定會運動,故D正確;
故選:AD。
根據(jù)整體和隔離的分析方法,物塊和木箱的加速度相同,根據(jù)摩擦力和彈力的關(guān)系分析解答。
本題考查牛頓運動定律的應(yīng)用,解題關(guān)鍵掌握整體與隔離的分析方法,注意臨界條件的運用。
8.【答案】BD
【解析】BD
【詳解】A.剛沖上傳送帶時的加速度大小為
a1=mgsin37°+μmgcs37°m=10m/s2
選項A錯誤;
BC.煤塊與傳動帶共速時
v=v0?a1t1
解得
t1=0.2s
位移
x1=v+v02t1=0.8m
然后做勻減速的加速度為
a2=mgsin37°?μmgcs37°m=2m/s2
到達B點時
L?x1=vt2?12a2t22
解得
t2=1s(另一值舍掉)
運動到B點時的速度大小為
vB=v?a2t2=1m/s
從A點運動到B點所用時間為
t=t1+t2=1.2s
選項B正確,C錯誤;
D.從開始到共速相對位移
Δx1=x1?vt1=0.2m
共速后到B點時相對位移
Δx2=vt2?(L?x1)=1m
劃痕之間覆蓋,則從A點運動到B點過程中在傳送帶上留下的劃痕長為1m,選項D正確。
故選BD。
9.【答案】2.20 0.26
【解析】解:用水平向左的拉力F拉彈簧秤,當彈簧秤示數(shù)為2.20N時,A和B均保持靜止狀態(tài),對A根據(jù)受力平衡可知此時A與B之間的摩擦力大小為f=F=2.20N;
用水平向右的拉力F′拖動B,使其向右運動,當A穩(wěn)定時(未脫離木板),彈簧秤示數(shù)為2.60N,對A根據(jù)受力平衡可知此時A與B之間的摩擦力大小為f′=F′=2.60N
根據(jù)f′=μmg,解得A與B之間的動摩擦因數(shù)μ=0.26
故答案為:2.20;0.26。
用水平向左的拉力F拉彈簧秤,A和B均保持靜止狀態(tài),對A根據(jù)受力平衡可知求出此時A與B之間的摩擦力大??;拉動B過程中,A處于平衡狀態(tài),其所受滑動摩擦力大小等于彈簧秤示數(shù),據(jù)此可正確解答,與B是否勻速運動無關(guān)。
本題借助實驗考查了基本規(guī)律的應(yīng)用,平時訓練中一定要加強應(yīng)用基本規(guī)律解決實際問題的能了,強調(diào)知識的活學活用
10.【答案】 30 變大
【詳解】[1]物塊保持靜止,則繩子的拉力等于
F1=mg=30N
滑輪靜止,對滑輪受力分析,如圖所示。
F1 、 F2 為同一繩上的張力,大小相等,根據(jù)平衡條件可得輕桿AB對滑輪的作用力大小為
F支=2F1cs90°+30°2=30N
[2]將輕繩在墻上的固定點下移到 O′ 點,則 F1 、 F2 間的夾角減小, F1 、 F2 的合力變大,系統(tǒng)穩(wěn)定后輕桿AB對滑輪的作用力與 F1 、 F2 的合力平衡,則系統(tǒng)穩(wěn)定后輕桿AB對滑輪的作用力變大。

【解析】詳細解答和解析過程見答案
11.【答案】 6 0.2
【詳解】[1]根據(jù)自由落體運動規(guī)律可得
?1=v122g=12gt12
?2=12gt22
其中
?1=1.8m , ?2=3.2m
所以
v1=6m/s , t1=0.6s , t2=0.8s
[2]相鄰兩張照片拍攝的時間間隔為
Δt=t2?t1=0.2s

【解析】詳細解答和解析過程見答案
12.【答案】15.10 9.8 失重 向下
【解析】解:(1)刻度尺的最小分度值為1mm,由題圖乙可知彈簧原長為15.00cm;
(2)描點連線可得出圖像為
根據(jù)題意,由胡克定律
F=k(x?x0)=nmg

n=k mgx?=k mgx0
整理解得
kmg=5(35.11?10)×10?2cm?1
代入數(shù)據(jù)解得
k=9.8N/m
(3)電梯由靜止啟動時發(fā)現(xiàn)指示箭頭向上移動,則可知彈簧彈力減小,故根據(jù)牛頓第二定律可得合外力向下,則加速度向下,故處于失重狀態(tài);電梯由靜止啟動,故向下運動。
故答案為:(1)15.00;(2)9.8;(3)失重,向下。
(1)刻度尺的最小分度值為1mm;
(2)描點連線,根據(jù)一次函數(shù)圖像根據(jù)斜率求解列式;
(3)根據(jù)加速度向下失重得出運動方向。
本題考查的是彈簧勁度系數(shù)的實驗,題中考查了刻度尺的讀數(shù)問題,解題是還需注意失重加速度的判斷。
13.【答案】0.42 不滿足鉤碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量 kMg?8k
【解析】解:(2)由題意可知,兩鄰兩計數(shù)點的時間
T=5×0.02s=0.1s
根據(jù)逐差法可知小車的加速度為
a=Δxt2=(4.51+4.90+5.32)?(3.24+3.65+4.08)(3×0.1)2×10?2m/s2=0.42m/s2
(3)隨著所掛鉤碼的質(zhì)量的增加,不再滿足鉤碼質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量,即不滿足m?M的條件,圖象將發(fā)生彎曲;
(4)以n個鉤碼和小車整體為研究對象,由牛頓第二定律得
nmg=(8m+M)a
a=mg8m+M?n=kn
由題意可知
mg8m+M=k
鉤碼的質(zhì)量
m=kMg?8k
故答案為:(2)0.42;(3)不滿足鉤碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量;(4)kMg?8k。
(2)根據(jù)逐差公式計算出小車的加速度;
(3)根據(jù)牛頓第二定律寫出加速度的表達式,進行分析;
(4)根據(jù)實驗過程,由牛頓第二定律寫出a的表達式,結(jié)合圖像的斜率求解單個砝碼的質(zhì)量。
正確解決實驗問題的前提是理解其實驗原理,只要正確理解實驗原理,才能知道實驗所采取措施或所進行具體實驗操作的含義。
14.【答案】(1) N=16.5N ;(2) F=4.6N
【詳解】(1)對手機受力分析,在垂直接觸面方向
N=F1+mgcsθ
解得
N=16.5N
(2)將手機向下緩慢抽出時,在沿接觸面方向,有
F+mgsinθ=μN
解得
F=4.6N

【解析】詳細解答和解析過程見答案
15.【答案】解:(1)設(shè)最大速度為vm,加速時間為t1=1s,減速下滑時間為t2=2s,則有
?=vm2(t1+t2)
代入數(shù)據(jù)解得最大速度為
vm=2m/s
v?t圖像如圖所示:

(2)設(shè)加速過程中加速度大小為a1,減速過程中加速度大小為a2,則有
a1=vmt1=21m/s2=2m/s2
a2=vmt2=22m/s2=1m/s2
加速下滑過程中,根據(jù)牛頓第二定律可得
mg?f1=ma1
代入數(shù)據(jù)解得加速階段受到的摩擦力大小
f1=480N
減速下滑過程中,根據(jù)牛頓第二定律可得
f2?mg=ma2
代入數(shù)據(jù)解得減速階段受到的摩擦力大小
f2=660N
所以
f1:f2=480:660=8:11
(3)根據(jù)題意作出v?t圖像,如圖所示


?=12t×2t+12×(2+2t)×(2t?2)
代入數(shù)據(jù)解得
t= 153s
則加速下滑的最大高度為
?′=12× 153×2 153m=53m
答:(1)該同學下滑過程的v?t圖像為,下滑過程中的最大速度為2m/s;
(2)該同學加速階段與減速階段受到的摩擦力大小之比為8:11;
(3)該同學加速下滑的最大高度為53m。
【解析】(1)根據(jù)位移與平均速度的關(guān)系式求出最大速度,作圖;
(2)分別求出兩種階段加速度大小,再根據(jù)牛頓第二定律列式求出摩擦力大?。?br>(3)根據(jù)題意畫出v?t圖像,再根據(jù)圖像與坐標所圍成的面積表示位移求出加速時間,再得出加速下滑的最大高度。
本題考查的是運動學的知識,其中對于v?t圖像與坐標軸所圍面積表示位移這個知識點貫穿整個解題過程。
16.【答案】解:(1)對物塊根據(jù)牛頓第二定律可得:μ1mg=ma1
解得:a1=4m/s2
對木板根據(jù)牛頓第二定律可得:μ1mg?μ2(m+M)g=Ma2
解得:a2=2m/s2;
(2)設(shè)經(jīng)過t1時間二者共速,則有:v=v0?a1t1=a2t1
解得:t1=1s,v=2m/s
此過程中物塊相對于木板的距離為:Δx=v0+v2t1?v2t1=v02t1=62×1m=3m
此后二者一起減速到零,所以物塊最終距木板左端的距離為3m;
(3)物塊沖上木板1s后,對木板施加大小為10N、方向水平向左的恒力,此后木板的加速度大小為a3,則有:
F+μ2(M+m)g?μ1mg=Ma3
解得:a3=8m/s2,方向向左;
木板減速到零的時間為:t2=va3=28s=0.25s
滑塊減速到零的時間為:t3=va1=24s=0.5s
當木板減速到零后,地面對它的摩擦力方向向右,由于μ1mg+μ2(m+M)g=0.4×2×10N+0.2×(2+1)×10N=14N>10N,所以在0.25s~0.5s時間內(nèi)木板靜止。
力F作用t2過程中,滑塊相對于木板的距離為:Δx′=v2t3?v2t2=22×0.5m?22×0.25m=0.25m
所以物塊最終距木板左端的距離:L=Δx+Δx′=3m+0.25m=3.25m。
答:(1)物塊沖上木板的瞬間,物塊與木板各自的加速度大小分別為4m/s2、2m/s2;
(2)物塊最終距木板左端的距離為3m;
(3)若物塊沖上木板1s后,對木板施加大小為10N、方向水平向左的恒力,該恒力作用0.5s后撤去,物塊最終距木板左端的距離為3.25m。
【解析】(1)分別對物塊、對木板根據(jù)牛頓第二定律進行解答;
(2)根據(jù)速度—時間求解二者共速經(jīng)過的時間,再根據(jù)位移計算公式求解此過程中物塊相對于木板的距離;
(3)根據(jù)牛頓第二定律求解木板的加速度大小,根據(jù)受力情況分析木板的運動情況,再根據(jù)運動學公式求解物塊最終距木板左端的距離。
對于牛頓第二定律的綜合應(yīng)用問題,關(guān)鍵是弄清楚物體的運動過程和受力情況,利用牛頓第二定律或運動學的計算公式求解加速度,再根據(jù)題目要求進行解答;知道加速度是聯(lián)系力和運動的橋梁。鉤碼個數(shù)n(個)
0
1
2
3
4
5
指示刻度L(cm)
10.00
19.98
25.05
30.10
35.11

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