代入数据可解出B物体的最大速度 vBm=10m/s.
68. 湖南师大附中2010届高三第五次月考试卷如图所示,光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R=0.5m的光滑半圆轨道.在距离B为x的A点,用水平恒定推力F=20N将质量为m=2kg的小球从静止开始推到B处后撤去水平推力,质点沿半圆轨道运动到最高点C处后又正好落回A点.则距离x的值应为多少?( g=10m/s2)
70.福建省福州八中2010届高三毕业班第三次质检如图所示,光滑斜面的长为L=
A 1 m、高为H=0.6 m,质量分别为mA和mB的A、B两小物体用跨过斜面顶端光滑小
H L h 滑轮的细绳相连,开始时A物体离地高为h=0.5 m,B物体恰在斜面底端,静止起
B 释放它们,B物体滑到斜面顶端时速度恰好减为零,求A、B两物体的质量比mA︰mB。
某同学解答如下:对A、B两物体的整个运动过程,由系统机械能守恒定律得mAgh―mBgH=0,可求得两物体的质量之比……。
你认为该同学的解答是否正确,如果正确,请解出最后结果;如果不正确,请说明理由,并作出正确解答。 解:不正确。在A落地的瞬间地对A做功了,所以整个过程机械能不守恒。……(3分) 1
在A落地前由机械能守恒定律得:mAgh―mBgh sin ?= (mA+mB)v2,……(4分)
21
在A落地后由机械能守恒定律得:mBg(L―h)sin ?= mBv2,…(4分)
2
由第二式可解得: v2=2g(L―h)sin ?=6, 代入第一式得5mA―3mB=3(mA+mB),所以mA︰mB=3。…………(3分)
73. 广东省廉江三中2010届高三湛江一模预测题如图所示,质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一个质量m=1kg大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的摩擦因数μ=0.4,在铁块上加一个水平向左的恒力F=8N,铁块在长L=6m的木板上滑动。取g=10m/s2。求:
左 L M F m 右
(1)经过多长时间铁块运动到木板的左端.
(2)在铁块到达木板左端的过程中,恒力F对铁块所做的功. (3)在铁块到达木板左端时,铁块和木板的总动能.
解:(1)铁块与木板间的滑动摩擦力f??mg?0.4?1?10N?4N ①
F?f8?4?m/s2?4m/s2 ② m1f4?m/s2?1m/s2 ③木板的加速度a2? M4铁块的加速度a1?铁块滑到木板左端的时间为t,则代入数据解得:t?2s ⑤
121a1t?a2t2?L ④ 22121a1t??4?22m?8m ⑥ 221122木板位移s2?a2t??1?2m?2m ⑦
22(2)铁块位移s1?恒力F做的功W?Fs1?8?8J?64J ⑧ (3)方法一:
铁块的动能EkA?(F?f)s1?(8?4)?8J?32J ⑨ 木板的动能EkB?fs2?4?2J?8J ⑩
铁块和木板的总动能Ek总?EkA?EkB?32J?8J?40J ⑾ 方法二:
铁块的速度v1?a1t?4?2m/s?8m/s 铁块的动能EkA?121mv1??1?82J?32J 22木板的速度v2?a2t?1?2m/s?2m/s 木板的动能EkB?112Mv2??4?22J?8J 22铁块和木板的总动能Ek总?EkA?EkB?32J?8J?40J (评分说明:①②③④⑥⑦⑧每项2分,⑤⑨⑩⑾每项1分)
-----------(2分)
f?3mg(1?cos?)?7.5(N)2
88.河北省衡水中学2010届高三上学期第四次调研考试如图所示,斜面倾角为45°,从斜面上方A点处由静止释放一个质量为m的弹性小球,在B点处和斜面碰撞,碰撞后速度大小不变,方向变为水平,经过一段时间在C点再次与斜面碰撞。已知AB两点的高度差为h,重力加速度为g,不考虑空气阻力。求: (1)小球在AB段运动过程中重力做功的平均功率P; (2)小球落到C点时速度的大小。 解:(1)小球下降过程中,做自由落体运动,落到斜面B点的速度为v,
满足: 2gh?v2
解得:v?2gh
? 所以小球在AB段重力的平均功率:P?mgv?2ghmg
2 (2)小球从B到C做平抛运动,设B到C的时间为t, 竖直方向: BCsin??12gt 2水平方向:BCcos??vt
解得:t?22h/g 所以C点的速度为 vC?v2?g2t2?10gh
92.“华安、连城、永安、漳平一中、龙海二中、泉港一中”六校联考在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在水平长木板上,如图a所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力f 随拉力F的变化图像,如图b所示.已知木块质量为0.78kg.取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80. (1)求木块与长木板间的动摩擦因数. (2)若木块在与水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F作用下,以a=2.0m/s2的加速度从静止开始做匀变速直线运动,如图c所示.拉力大小应为多大?
(3)在(2)中力作用2s后撤去拉力F,求:整个运动过程中摩擦力对木块做的功.
解:(1)由(b)图可知,木块所受到的滑动摩擦力f =3.12N (1分) 由f =μN (1分) 得:μ=
f3.12F===0.4 (1分) Nmg0.78?10(2)物体受重力G、支持力N、拉力F和摩擦力f作用.将F分解为水平和竖直两方向,根据牛顿运动定律得: Fcosθ-f=ma (1分) Fsinθ +N= mg (1分) f =μN
联立各式得:F=4.5N (1分) (3) 全过程应用动能定理得:
WF+Wf=0 (1分) WF=Fs1cosθ (1分) s1=
12at1 (1分) 2代入数据得Wf =-14.4J (1分)