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物理强化训练
1.跳伞运动员从300m高空无初速度跳伞下落,他自由下落4s后打开降落伞,以恒定的加速度做匀减速运动,到达地面时的速度为4.0m/s,g=10m/s2.求:
(1)运动员打开降落伞处离地面的高度;
(2)运动员打开伞后运动的加速度;
(3)运动员在空中运动的总时间.
2.如图甲所示,质量m=1kg的小滑块(视为质点),从固定的四分之一光滑圆弧轨道的最高点A由静止滑下,经最低点B后滑上位于水平面的木板,并恰好不从木板的右端滑出,已知木板质量M=4kg,上表面与圆弧轨道相切于B点,木板下表面光滑,滑块滑上木板后运动的v-t图象如图乙所示,取g=10m/s2,求:
(1)圆弧轨道的半径及滑块滑到圆弧轨道末端时对轨道的压力大小;
(2)滑块与木板间的动摩擦因数及木板的长度。
物理强化训练
3.如图,质量均为1kg的小球A、B(均可视为质点)静置于水平面上的C点,D点处有一固定的竖直光滑半圆轨道,轨道半径R=8cm,CD间距离x0=4m。现用F=9N的水平向右的力推A,在到达D点前某时刻撤去F,此后B恰能通过半圆轨道的最高点。已知A、B与水平面动摩擦因数分别为μ1=0.2,μ2=0.1。求:
①力F作用的时间。
②最终A、B两球间的距离(B落地后即静止)。
4.如图所示,质量分布均匀、形状对称的金属块内有一个半径为R的原型槽,金属块放在光滑的水平面上且左边挨着竖直墙壁.一质量为m的小球从离金属块做上端R处静止下落,小球到达最低点后向右运动从金属块的右端冲出,到达最高点后离圆形槽最低点的高度为R,重力加速度为g,不计空气阻力.求:
(1)小球第一次到达最低点时,小球对金属块的压力为多大?
(2)金属块的质量为多少.
物理强化训练
5.如图,半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内,与水平轨道CD相切于C点,D端有一被锁定的轻质压缩弹簧,弹簧左端连接在固定的挡板上,弹簧右端Q到C点的距离为2R.质量为m可视为质点的滑块从轨道上的P点由静止滑下,刚好能运动到Q点,并能触发弹簧解除锁定,然后滑块被弹回,且刚好能通过圆轨道的最高点A.已知∠POC=60°,求:
(1)滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道压力;
(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ;
(3)弹簧被锁定时具有的弹性势能.
6.质量为mB=2kg的木板B静止于水平面上,质量为mA=6kg的物块A停在B的左端,质量为mC=2kg的小球C用长为L=0.8m的轻绳悬挂在固定点O.现将小球C及轻绳拉直至水平位置后由静止释放,小球C在最低点与A发生正碰,碰撞作用时间很短为△t=10㧟2s,之后小球C反弹所能上升的最大高度h=0.2m.已知A、B间的动摩擦因数μ1=0.2,B与水平面间的动摩擦因数μ2=0.1,物块与小球均可视为质点,不计空气阻力,取g=10m/s2.求:
①小球C与物块A碰撞过程中所受的撞击力大小;
②为使物块A不滑离木板B,木板B至少多长?
物理强化训练
7.如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过0.3秒后 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 .
【分析】(1)由机械能守恒求出小球在最低点的速度,由牛顿运动定律求出小球在最低点对金属块的压力;
(2)由动量守恒定律和机械能守恒即可求出.
5.
解:(1)设滑块第一次滑至C点时的速度为vC,圆轨道C点对滑块的支持力为FN
由P到C的过程: mgR=m
C点:FN㧟mg=m
解得FN=2mg
由牛顿第三定律得:滑块对轨道C点的压力大小F′N=2mg,方向竖直向下
(2)对P到C到Q的过程:mgR(1㧟cos60°)㧟μmg2R=0
解得μ=0.25
(3)A点:根据牛顿第二定律得mg=m
Q到C到A的过程:Ep=m+mg2R+μmg2R 解得:弹性势能Ep=3mgR
答:(1)滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道压力是2mg;
(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数是0.25;
(3)弹簧被锁定时具有的弹性势能是3mgR.
【分析】(1)由P到C的过程根据动能定理求解滑至C点时的速度,根据牛顿第二定律求解
(2)对P到C到Q的过程根据动能定理求解动摩擦因数μ
(3)Q到C到A的过程根据能量守恒求解.
6.解:①C下摆过程,根据动能定理有:mCgL=mCvC2
代入数据解得:碰前C的速度 vC=4m/s,
C反弹过程,根据动能定理有:㧟mCgh=0㧟mCv′C2
解得:碰后C的速度 v′C=2m/s
取向右为正方向,对C,根据动量定理有:
㧟F△t=㧟mCv′C㧟mCvC
解得:碰撞过程中C所受的撞击力大小:F=1200N
②C与A碰撞过程,取向右为正方向,根据动量守恒定律有:
mCvC=㧟mCv′C+mAvA
解得:碰后A的速度 vA=2m/s
A恰好滑至木板B右端并与其共速时,所求B的长度最小.
根据牛顿第二定律得:
aA==μ1g=2m/s2.
aB==2m/s2.
设经过时间t时A与B速度相同,则有 v=vA㧟aAt=aBt
得 t=0.5s,v=1m/s
木板B的最小长度 L=㧟==×0.5m=0.5m
答:①小球C与物块A碰撞过程中所受的撞击力大小是1200N;
②为使物块A不滑离木板B,木板B至少是0.5m.
【分析】①对小球C下摆的过程,应用动能定理求出小球与A碰撞前瞬间的速度,再由动能定理求得小球C反弹上升的初速度,即与A碰后的速度,再对C,运用动量定理求解撞击力.
②C与A碰撞过程,根据动量守恒定律求得C与A碰撞后A的速度;A没有滑离B,A、B共同运动,由牛顿第二定律和运动学公式列方程求二者共同的速度,由位移公式即可求得木板的长度.
7.(1)0.9m;(2)1N,方向竖直向上.(3)7m/s.
解:(1)根据平抛运动的规律和运动合成的可知:tan45°=则小球在C点竖直方向的分速度和水平分速度相等,得:vx=vy=gt=3m/s,则B点与C点的水平距离为:x=vxt=0.9m(2)根据牛顿运动定律,在B点(设轨道对球的作用力方向向下)NB+mg= ,解得:NB=-1N???负号表示轨道对球的作用力方向向上(3)小球从A到B的过程中机械能守恒,得: 代入数据得:vA=7m/s
8.(1)-0.25m/s2;(2)300m
详解】(1)根据则乙车刹车后产生的加速度
(2)当两车共速时 解得t=40s
此时甲车的位移乙车的位移
因为 则两车不能相撞,最近距离为
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