a?隔离对小车分析,拉力为:
mg
M?mF?Ma?Mmgmg?M?m1?m
M可知m??M时,可以认为细线对小车的拉力与盘和砝码的总重力大小相等。
?2?[2]A.平衡摩擦力时,利用小车自身的重力沿斜面的分力平衡接触面的滑动摩擦力,所
以不能将盘及盘中的砝码用细线通过定滑轮系在小车上,故A错误; B.平衡摩擦力满足:
Mgsin???Mgcos?
解得:??tan?,与小车的质量无关,所以不需要重新平衡摩擦力,故B正确; C.实验时,先接通打点计时器的电源,再释放小车,有效利用纸带,故C正确; D.实验中,小车运动的加速度由纸带得出,故D错误。
?3?[3]计数点4的瞬时速度:
v4?x350.0288?0.0339?m/s?0.31m/s 2T0.2[4]根据?x?aT2,运用逐差法得:
a?x36?x030.0288?0.0339?0.0388?0.0140?0.0189?0.024?m/s2?0.50m/s2 29T0.09四、计算题(本大题共4小题,共28.0分)
23.一辆汽车在平直公路上以20m/s的速度匀速运动,遇紧急情况刹车,获得大小为
2m/s2加速度.求:
?1?求刹车所用的时间;
?2?求汽车刹车开始后20s内滑行的距离x; ?3?从开始刹车到汽车位移为75m时所经历的时间.
【答案】(1)10s (2) 100m (3) 5s 【解析】
【详解】以初速度的方向为正
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?1?汽车刹车速度减为零
时间:
?2?因为20s?10s,则汽车20s内的位移等于10s内的位移,即:
11x?v0t?at2?20m/s?10s??(?2m/s2)?(10s)2?100m
22?3?位移时间关系得:
代入数据解得:t1?5s或t1?15s(舍去),所以位移为75m时所经历的时间为5s。 24.如图所示,小球甲从倾角θ=30°的光滑斜面上高h=5cm的A点由静止释放,同时小球乙自C点以速度v0沿光滑水平面向左匀速运动,C点与斜面底端B处的距离L=0.4m.甲滑下后能沿斜面底部的光滑小圆弧平稳地朝乙追去,甲释放后经过t=1s刚好追上乙,求乙的速度v0(g=10m/s2).
的1x1?v0t1?at12
2
o
t?0?v0?20?s?10s a?2【答案】0.4 m/s 【解析】
设小球甲在光滑斜面上运动的加速度为a,运动时间为t1,运动到B处时的速度为v1 ,从B处到追上小球乙所用时间为 t2,则a=\2 t2=t-t1=\, v1=\1=\v0t+L=v1 t2 代入数据解得:v0=\
25.如下图,水平细杆上套有一质量为M的小环A,用轻绳将质量为m=1.0kg的小球B与A相连,B受到始终与水平成53角的风力作用,与A一起向右匀速运动,此时轻绳与水平方向的夹角为37o,运动过程中B球始终在水平细杆的正下方,且与A的相对位置不变.已知细杆与环A间的动摩擦因数为??(1)B对绳子的拉力大小 (2)A环的质量.
1,(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求: 3 14
【答案】(1)6.0N;(2)1.08kg 【解析】
【详解】(1)对小球B受力分析如图,得:FT=mgsin37° 代入数据解得:FT=6.0N
(2)环A做匀速直线运动,受力如图,有: FTcos37°-f=0 FN=Mg+FTsin37° 又:f=μFN
代入数据解得:M=1.08kg
26.某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离直升机一段时间后打开降落伞减速下落,他打开降落伞后的速度-时间图象如图(a)所示.降落伞用8根对称的悬绳悬挂运动员,每根悬绳与中轴线的夹角为37°,如图(b)所示.已知运动员和降落伞的质量均为50 kg,不计运动员所受的阻力,打开降落伞后,降落伞所受的阻力f与下落速度v成正比,即f=kv.重力加速度g取10 m/s,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
2
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(1)打开降落伞前运动员下落的高度; (2)阻力系数k和打开降落伞瞬间的加速度; (3)降落伞的悬绳能够承受的拉力至少为多少.
【答案】(1)20 m (2)k=200 N·s/m a=30 m/s2 方向竖直向上 (3)312.5 N 【解析】 【分析】
(1)根据速度位移公式求出打开降落伞前人下落的高度.
(2)抓住平衡,根据kv=(m1+m2)g求出阻力系数,根据牛顿第二定律求出加速度的大小. (3)对人分析,根据牛顿第二定律求出拉力的大小.
【详解】(1)打开降落伞前运动员做自由落体运动,根据速度位移公式可得运动员下落的高
2v0 度为:h=, 2g由题图(a)可知:v0=20 m/s 解得:h=20 m.
(2)由题图(a)可知,当速度为v=5 m/s时,运动员做匀速运动,受力达到平衡状态, 由平衡条件可得:kv=2mg 即k?2mg , v解得:k=200 N?s/m.
在打开降落伞瞬间,由牛顿第二定律可得:kv0-2mg=2ma, 解得:a=30 m/s2,方向竖直向上.
(3)根据题意可知,打开降落伞瞬间悬绳对运动员拉力最大,设此时降落伞上每根悬绳的拉力为T,以运动员为研究对象,则有:8Tcos 37°-mg=ma, 代入数据可解得:T=312.5 N,
故悬绳能够承受的拉力至少为312.5 N.
【点睛】本题考查了共点力平衡和牛顿第二定律的基本运用,关键合理地选择研究的对象,运用牛顿第二定律进行求解.
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