四、解答题
21．如图所示，是一个电梯模型，A为电梯的厢体，B为平衡重物，A、B的质量分别为M=200kg，m=50kg。 A、B通过绕过两个定滑轮的钢丝绳连接，不计钢丝绳和定滑轮的质量。某时刻，电动机牵引厢体A，使之由静止开始向上运动，电动机输出功率为1500W保持不变，厢体A上升2m后开始做匀速运动。不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度g=10m/s2。在厢体向上运动过程中，求：
(1)若厢体A向上加速时的加速度大小为0.5m/s，则重物B下端绳的拉力大小； (2)厢体A从开始运动到刚好开始匀速运动所用的时间(结果保留两位有效数字).
22．将带电荷量为1×10 C的电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功2×10 J，问：
(1)电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A点具有多少电势能？ (2)A点的电势是多少？
(3)若静电力可以把带电荷量为2×10 C的电荷从无限远处移到电场中的A点，说明电荷带正电还是带负电？静电力做了多少功？(取无限远处为电势零点)
23．如图所示，物体A的质量是m＝3kg，放在水平桌面上，绳子一端固定在A上，另一端跨过定滑轮，物块A与水平桌面之间的动摩擦因数是μ＝0.2，取g＝10m/s，滑轮摩擦及绳子质量不计，g＝10m/s，求：
2
2
－8
－8
－6
2
（1）当用F＝9N的力拉绳子时，物体A的加速度的大小是多少？
（2）在绳子下端挂一个质量为M＝5kg的物体B，静止释放物体B，若绳子最大能承受30N的力，试讨论绳子是否会断开？
24．如图所示，质量为M的物体B放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m的物体A，与物体A相连接的绳与竖直方向成θ角，两物体始终与车厢保持相对静止.求：
(1)车厢的加速度大小； (2)绳对物体A的拉力大小； (3)物体B对车厢底板的压力的大小。
25．2022年冬季奥运会将在北京举办。如图所示，滑雪训练平台高h＝5m，一运动员以初速度v0从平台边缘水平飞出后做平抛运动，着地点距平台边缘水平距离x＝10m。重力加速度取g＝10m/s2。求运动员
(1)飞行时间t (2)初速度v0大小
(3)着地时速度方向与水平方向间的夹角。 【参考答案】*** 一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B C C A D C C D A A 二、填空题 13．2:1, 2:1 14．16 15．180，20． 16．D D GM gR R17．180 三、实验题 18．750.15
19．CBDAEF 66.7N/m 200N/m 弹力过大超过弹簧弹性限度 甲 20．乙 GJ D 四、解答题
21．(1)1625N (2)2.1s
【解析】(1)当厢体向上的加速度为0.5m/s2时，利用牛顿第二定律， 对A: 对B:
①
联立得：
(2)设厢体的最大速度为vm，由分析可知，厢体A的速度最大时，有：
可得：
由动能定理可知：解得：
点睛：本题是连接体问题，采用隔离法研究绳子的拉力．要选择研究对象，搞清研究对象的运动过程中，知道速度最大的条件是合力为零。 22．（1）增加，【解析】
（1）电荷从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功2×10J，电荷的电势能增加； 无限远处电势能为零，则电荷在A点具有2×10J的电势能，
-6
-6
（2）200V）（3）带负电，
（2）A点的电势为
-8
；
（3）若静电力可以把带电荷量为2×10C的电荷从无限远处移到电场中的A点，静电力做正功，所以该电荷带负电；
电荷量为2×10 C的电荷从无限远处移到电场中的A点时，无限远与A点间的电势差不变，则静电力做正功，为W=q′U∞A=-2×10×（0-200）J=4×10J
点睛：本题关键明确电场力做的功等于电势能的减小量，同时结合电势的定义式和电场力做功与电势差关系公式列式求解．
23．(1) 1m/s2；(2) 绳子不会断开 【解析】 【分析】
（1）对A受力分析由牛顿第二定律可求解；
（2）对A、B系统由牛顿第二定律求得加速度，对A由牛顿第二定律可求得绳的拉力，由此可判断绳子是否会断开。 【详解】
（1）对A受力分析由牛顿第二定律得：F﹣μmg＝ma1 解得：a1＝1m/s
（2）挂物体B，两物体的加速度大小相等，设为a2，对A、B系统由牛顿第二定律得： Mg﹣μmg＝（m+M）a2 解得：a2＝5.5m/s
对A由牛顿第二定律得：T﹣μmg＝ma2 解得：T＝22.5N＜30N 不会断开 24．(1)【解析】 【详解】
（1）以物体A为研究对象，分析受力情况，重力mg 和拉力T，如图所示:
(2)
(3)
22
-8
-6
-8
由牛顿第二定律有：
解得车厢的加速度大小
（2）根据拉力T的竖直分量平衡重力得:解得绳对物体A的拉力大小（3）对物体B分析受力如图所示：
在竖直方向处于平衡状态，由平衡条件有
解得车厢对B物体的支持力
由牛顿第三定律可得物体B对车厢底板的压力的大小为:
25．（1）1s（2）10m/s（3）45° 【解析】 【详解】
（1）由竖直方向做自由落体运动，根据h＝
gt2
可得时间为：
（2）运动员水平做匀速直线运动，则可得初速度大小为：（3）运动员落地时，在竖直方向的分速度为： vy=gt=10×1m/s=10m/s 则有：得：θ=45°