解得x?2l?H?l??1?cos?? 当l?H时,x有最大值 解得 l?1.5m 2[来源学科网Z,X,X,K]因此,两人的看法均不正确.当绳长越接近1.5 m时,落点距岸边越远.
【思维拓展】审题的关键是对不同过程的进行准确分析,找到相应的知识点,对症下药;巧妙地选取运动过程可以使问题得到简化,例如本题整体法应用动能定理。灵活地运用数学知识,特别是简单常用的数学模型,是解决极值问题和范围等问题的有效工具。
16.(福建卷22)(20分)如图所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量mA和B的质量mg均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数?1=0.05,B与水平面之间的动摩擦因数?2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2。求
(1)物体A刚运动时的加速度aA
(2)t=1.0s时,电动机的输出功率P;[来源:Zxxk.Com]
(3)若t=1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P`=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s。则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少? 22.(20分)
(1)物体A在水平方向上受到向右的摩擦力,由牛顿第二定律的
?1mAg?mAaA ①
由①并代入数据解得
aA?0.5m/s2 ② (2)t1?1.0s时,木板B的速度大小为
v1?aBt1 ③ 木板B所受拉力F,由牛顿第二定律有
F??1mAg??2(mA+mB)g?mBaB ④ 电动机输出功率
P1?Fv1 ⑤
由③④⑤并代入数据解得 P1=7W ⑥ (3)电动机的输出功率调整为5W时,设细绳对木板B的拉力为F,则
'P'?F'v1 ⑦
代入数据解得 F?5N ⑧ 木板B受力满足F'??1mAg??2(mA?mB)g?0 ⑨
所以木板B将做匀速直线运动,而物体A则继续在B上做匀速直线运动直到A、B速度相等。设这一过程实际为t,有
''v1?aA(t1+t') ⑩
这段时间内B的位移 s1?v1t' 11○
A、 B速度相同后,由于F??(2mA+mB)g且电动机输出功率恒定,A、B将一起做加速逐
渐减小的变加速运动。由动能定理得
112P'(t2?t'?t1)??2(mA?mB)gs2?(mA?mB)vA?(mA?mB)v12 12○
22由②③⑩11○12○并代入数据解得
木板B在t?1.0s到t?3.8s这段时间的位移
s?s1?s2?3.03m(或取s?3.0m)
17.(福建卷29) [物理选修3-5](6分)(2)如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得
一个向右的初速度v0,则 。(填选项前的字母)
A. 小木块和木箱最终都将静止
B. 小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动
C. 小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动
D. 如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动
答案 B
【解析】本题考查的是动量守恒定律的应用和考生的理解能力。把小木块和木箱看成一个系统,该系统所受合外力为零,故系统动量守恒,系统的初动量向右,末动量也应向右。C项中小木块始终在木箱内做往复运动,因摩擦力的存在,系统的机械能会越来越少,最终停止,这是不可能的。可见,只有B项正确。 18.(广东卷35)(18分)
如图15所示,一条轨道固定在竖直平面内,粗糙的ab段水平,bcde段光滑,cde段是以O
为圆心、R为半径的一小段圆弧。可视为质点的物块A和B紧靠在一起,静止于b处,A的质量是B的3倍。两物体在足够大的内力作用下突然分离,分别向左、右始终沿轨道运动。B到b点时速度沿水平方向,此时轨道对B的支持力大小等于B
3所受重力的4,A与ab段的动摩擦因数为μ,重力加速度g,求:
(1) 物块B在d点的速度大小 ; (2) 物块A滑行的距离 .
(2)设A、B分开时的速度分别为v1、v2,系统动量守恒
mAv1?mBv2?0 ④ B由位置b运动到d的过程中,机械能守恒
112mBv2?mBgR?mBv2 ⑤ 22 A在滑行过程中,由动能定理
10?mAv12???mAgs ⑥
2 联立③④⑤⑥,得 s?
19.(山东卷22)如图所示,倾角??30?的粗糙斜面固定在地面上,长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳至于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中
R ⑦ 8?
A.物块的机械能逐渐增加
1mglB.软绳重力势能共减少了4
C.物块重力势能的减少等于软绳摩擦力所做的功
D.软绳重力势能的减少小于其动能增加与客服摩擦力所做功之和
答案:BD
解析:逐项判断
A.因物块受细线的拉力做负功,所以物块的机械能逐渐减小,A错误;
B. 软绳重力势能共减少,B正确;
C.物块和软绳组成的系统受重力和摩擦力,重力做功(包括物块和软绳)减去软绳摩擦力所做的功等于系统(包括物块和软绳)动能的增加,设物块质量为M,即
,物块重力势能的减少等于
,所以C错误。
D.对软绳,于
,F表示细线对软绳的拉力,软绳重力势能的减少等
,小于其动能增加与克服摩擦力所做功之和,D正确。
20.(山东卷24)(15分)如图所示,四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切,它们
与另一水平轨道CD在同一竖直面内,圆轨道OA的半径R=0.45m,水平轨道AB长
s=3m,
1OA与AB均光滑。一滑块从O点由静止释放,当滑块经过A点时,静止在CD上的小车在
F=1.6N的水平恒力作用下启动,运动一段时间后撤去力F。当小车在CD上运动了
s2=3.28m
时速度v=2.4m/s,此时滑块恰好落入小车中。已知小车质量M=0.2kg,与CD间的动摩擦因数
u=0.4。
(取g=10m/s)求
2(1)恒力F的作用时间t。 (2)AB与CD的高度差h。 【解析】
(1)
,为撤去力F后到滑块落入小车中的时间。
解得: