点评: 汽车的追及相遇问题,一定要掌握住汽车何时相遇、何时距离最大这两个问题,这道题是典型的追及问题,同学们一定要掌握住.
14.(10分)如图所示,质量为m的匀质细绳,一端系在天花板上的A点,另一端系在竖直墙壁上的B点,平衡后最低点为C点.现测得AC段绳长是B段绳长的n倍,且绳子B端的切线与墙壁的夹角为a.试求绳子在C处和在A处的弹力分别为多大?(重力加速度为g)
考点: 共点力平衡的条件及其应用.
专题: 共点力作用下物体平衡专题.
分析: 先对CB段受力分析,受重力、墙壁的拉力、AC绳子对其向左的拉力,根据平衡条件求解出张力;
再对AC绳子受力分析,受重力、BC绳子对其向右的拉力,墙壁的拉力,根据平衡条件列式求解.
解答: 解:对CB段受力分析,受重力、墙壁的拉力、AC绳子对其向左的拉力,如图所示
根据平衡条件,有: FBcosα=FBsinα=T 联立解得:
mg
T=;
再对AC绳子受力分析,受重力、BC绳子对其向右的拉力,墙壁的拉力,如图所示
根据平衡条件,有:TAsinβ=TAcosβ=T′C T=T′C 解得:TA=
,在A处的张力为得:
.
mg
答:绳在最低点C处的张力大小为
点评: 本题关键灵活地选择研究对象,然后运用平衡条件列式求解,不难.
15.(12分)如图所示,足够长的木板B放在水平地面上,质量为mB=2kg,与地面之间的动摩擦因数为μB=0.2,质量为mA=3kg的小铅块A以v0=0.5m/s的初速度从B的左端向右运动,A、B之间的动摩擦因数为μA=0.4,重力加速度g=10m/s,求:小铅块A从滑上木板到最终静止的全过程中,相对木板的位移△x和相对地面的位移x.
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考点: 牛顿运动定律的综合应用;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
专题: 牛顿运动定律综合专题.
分析: 分别对A、B进行受力分析,根据牛顿第二定律求出它们的加速度,利用力与运动的关系,分析出A做匀减速,B做匀加速运动,当两者速度相等时,一起做匀减速运动到停止.
解答: 解:对A:aA=﹣得:aA=﹣4m/s 对B:aB=
代入数据得:aB=1m/s
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A相对地面做匀减速直线运动,B相对地面做匀加速直线运动,设经过时间t,A的位移为xA,B的位移为xB,此时
A、B达到共同速度v共,再共同做匀减速直线运动,经过x0的位移停止运动. 对A:v共=v0+aA?t xA=
对B:v共=aBt xB=aBt
解得:v共=1m/s,t=1s,xA=3m,xB=0.5m △x=3m﹣0.5m=2.5m AB共同的加速度为:aAB=代入数据得:aAB=﹣2m/s x0=
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代入数据得x0=0.25m
最终A对地的位移为x=xA+x0=3+0.25=3.25m
答:相对木板的位移△x为2.5m,和相对地面的位移x为3.25m.
点评: 解决本题的关键是正确地对A、B进行受力分析,根据牛顿第二定律求出加速度,结合力与运动的关系,分析物体的运动状况.
16.(12分)某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速下落,他打开降落伞后的速度图线如图a.降落伞用8 根对称的
绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为37°,如图b.已知人的质量为50kg,降落伞质量也为50kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力f,与速度v成正比,即f=kv(g取10m/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6).求: (1)打开降落伞前人下落的距离为多大?
(2)求阻力系数 k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向? (3)悬绳能够承受的拉力至少为多少?
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考点: 牛顿第二定律;牛顿第三定律.
专题: 牛顿运动定律综合专题.
分析: (1)打开降落伞前人做自由落体运动,根据位移速度公式即可求解;
(2)由a图可知,当速度等于5m/s时,物体做匀速运动,受力平衡,根据kv=2mg即可求解k,根据牛顿第二定律求解加速度;
(3)设每根绳的拉力为T,以运动员为研究对象,根据牛顿第二定律即可求解. 解答: 解:(1)打开降落伞前人做自由落体运动,根据位移速度公式得:
=20m
(2)由a图可知,当速度等于5m/s时,物体做匀速运动,受力平衡, 则kv=2mg k=
=200N?s/m
根据牛顿第二定律得: a=
方向竖直向上
(3)设每根绳的拉力为T,以运动员为研究对象,根据牛顿第二定律得:
8Tcosα﹣mg=ma 解得:T=
所以悬绳能够承受的拉力至少为312.5N 答:(1)打开降落伞前人下落的距离为20m;
(2)求阻力系数k为200N?m/s,打开伞瞬间的加速度a的大小为30m/s,方向竖直向上; (3)悬绳能够承受的拉力至少为312.5N.
点评: 本题要求同学们能根据速度图象分析出运动员的运动情况,知道当速度等于5m/s时,物体做匀速运动,受力平衡,难度适中.
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