6、 s時,乙質(zhì)點在甲質(zhì)點的前面
解析:由題圖可知,甲的加速度a甲=- m/s2,乙的加速度a乙=0.5 m/s2,加速度是矢量,其正負只表示方向,不表示大小,C錯誤;由圖象可得t= s時,兩者速度相等,甲、乙兩質(zhì)點的距離為甲、乙兩質(zhì)點相遇前的最大值,故B正確;t=2 s時,甲的位移x甲=×(2+)×2 m= m,乙的位移x乙=×(1+2)×2 m=3 m,這時乙已在甲前,A錯誤;t=2 s之后乙的速度一直大于甲的速度,乙在甲前,D正確.
答案:BD
6.(多選)如圖所示,光滑水平地面上,可視為質(zhì)點的兩滑塊A、B在水平外力作用下緊靠在一起壓緊彈簧,彈簧左端固定在墻壁上,此時彈簧的壓縮量為x0
7、,以兩滑塊此時的位置為坐標(biāo)原點建立如圖所示的一維坐標(biāo)系.現(xiàn)將外力突然反向并使B向右做勻加速運動,下列關(guān)于拉力F、兩滑塊間彈力FN與滑塊B的位移x關(guān)系的圖象可能正確的是( )
解析:當(dāng)A和B相對靜止加速時,對A、B整體,由牛頓第二定律得F+k(x0-x)=(mA+mB)a,因為可能有kx0=(mA+mB)a,則得F=kx,即F-x圖象可能為過原點的直線.當(dāng)A、B分離時,對A,k(x0-x)=mAa,此時x<x0,當(dāng)A、B分離后,對B,F(xiàn)=mBa大小恒定,與x無關(guān),選項B正確;在A、B分離前,對A,k(x0-x)-FN=mAa,分離后,F(xiàn)N=0,選項D正確.
答案:BD
7.(
8、多選)質(zhì)量分別為M和m的物塊形狀大小均相同,將它們通過輕繩跨過光滑定滑輪連接,如圖甲所示,繩子平行于傾角為α的斜面,M恰好能靜止在斜面上,不考慮M、m與斜面之間的摩擦.若互換兩物塊位置,按圖乙放置,然后釋放M,斜面仍保持靜止.則下列說法正確的是( )
A.輕繩的拉力等于Mg
B.輕繩的拉力等于mg
C.M運動的加速度大小為(1-sin α)g
D.M運動的加速度大小為g
解析:互換位置前,M靜止在斜面上,則有Mgsin α=mg,互換位置后,對M有Mg-FT=Ma,對m有FT′-mgsin α=ma,又FT=FT′,解得a=(1-sin α)g=g,F(xiàn)T=mg,故A錯,B、C、
9、D對.
答案:BCD
8.(2019·黑龍江大慶實驗中學(xué)高三上學(xué)期期中)某運動員做跳傘訓(xùn)練,他從懸停在空中的直升機上由靜止跳下,跳離飛機一段時間后打開降落傘做減速下落.他打開降落傘后的速度圖線如圖甲.降落傘用8根對稱的繩懸掛運動員,每根繩與中軸線的夾角均為37°,如圖乙.已知人的質(zhì)量為50 kg,降落傘質(zhì)量也為50 kg,不計人所受的阻力,打開傘后傘所受阻力f與速率v成正比,即f=kv(g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6).求:
甲 乙
(1)打開降落傘前人下落的距離;
(2)阻力系數(shù)k和打
10、開傘瞬間的加速度a的大小和方向;
(3)懸繩能夠承受的拉力至少為多少?
解析: (1)由v -t圖知人打開降落傘時速度為v1=20 m/s,
由自由落體運動規(guī)律解得下落的距離為h==20 m.
(2)當(dāng)人和降落傘的速度v2=5 m/s時做勻速運動,
則kv2=2mg,
解得k=200 N·s/m.
打開降落傘瞬間,對整體:kv1-2mg=2ma,
代入數(shù)據(jù)解得a=30 m/s2,方向豎直向上.
(3)設(shè)每根繩最大拉力為T,加速度最大時繩子的拉力最大,以運動員為研究對象有8Tcos 37°-mg=ma,
代入數(shù)據(jù)解得T=312.5 N.
答案:(1)20 m (2)200
11、N·s/m 30 m/s2 方向豎直向上 (3)312.5 N
[刷綜合]
9.(多選)如圖所示,水平面上有一質(zhì)量為2m的物體A,左端用跨過定滑輪的細線連接著物體B,物體B、C的質(zhì)量均為m,用輕彈簧相連放置在傾角為θ的斜面上,不計一切摩擦.開始時,物體A受到水平向右的恒力F的作用而保持靜止,已知重力加速度為g.下列說法正確的是( )
A.在細線被燒斷的瞬間,A的加速度大小為gsin θ
B.在細線被燒斷的瞬間,B的加速度大小為2gsin θ
C.剪斷彈簧的瞬間,A的加速度大小為gsin θ
D.突然撤去外力F的瞬間,A的加速度大小為gsin θ
解析:細線被燒斷前,將B、C及彈
12、簧作為整體,由平衡條件得細線的拉力F1=2mgsin θ,對A,由平衡條件得拉力F=F1=2mgsin θ.在細線被燒斷瞬間,對A,由牛頓第二定律得F=2maA,解得aA=gsin θ,選項A正確;在細線被燒斷瞬間,彈簧的彈力不變,B所受的合力與細線的拉力大小相等,方向相反,由牛頓第二定律得F1′=maB,解得aB=2gsin θ,選項B正確;剪斷彈簧的瞬間,設(shè)此時細線上的拉力為F2,由牛頓第二定律得,對A,F(xiàn)-F2=2ma,對B,F(xiàn)2-mgsin θ=ma,由以上兩式解得a=gsin θ,選項C錯誤;撤去F的瞬間,細線上的拉力立即發(fā)生變化,但繩子仍然繃直,因此A、B可視為整體,由于彈簧彈力不
13、能發(fā)生突變,因此C仍處于靜止?fàn)顟B(tài),對A、B整體受力分析有F彈+mgsin θ=3ma′,未燒斷細線前,對B受力分析,可得F1=mgsin θ+F彈,聯(lián)立得a′=gsin θ,故A的加速度為gsin θ,選項D錯誤.
答案:AB
10.(多選)如圖甲所示,粗糙的水平地面上有一塊長木板P,小滑塊Q放置于長木板上的最右端.現(xiàn)將一個水平向右的力F作用在長木板的右端,讓長木板從靜止開始運動.滑塊、長木板的速度圖象如圖乙所示,已知小滑塊與長木板的質(zhì)量相等,滑塊Q始終沒有從長木板P上滑下.重力加速度g取10 m/s2.則下列說法正確的是( )
甲 乙
A.t=10 s時長
14、木板P停下來
B.長木板P的長度至少是7.5 m
C.長木板P和水平地面之間的動摩擦因數(shù)是0.075
D.滑塊Q在長木塊P上滑行的路程是12 m
解析:由圖乙可知,力F在t1=5 s時撤去,此時長木板P的速度v1=5 m/s,t2=6 s時兩者速度相同,v2=3 m/s,t2=6 s前長木板P的速度大于滑塊Q的速度,t2=6 s后長木板P的速度小于滑塊Q的速度,0~6 s過程中,以滑塊Q為對象,由牛頓第二定律得μ1mg=ma1,解得μ1=0.05,5~6 s過程中,以長木板P為對象,由牛頓第二定律得μ2(2m)g+μ1mg=ma2,解得μ2=0.075,故C正確;6 s末到長木板停下來
15、過程中,由牛頓第二定律得μ2(2m)g-μ1mg=ma3,解得a3=1 m/s2,這段時間Δt1==3 s,所以,t=9 s時長木板P停下來,故A錯誤;長木板P的長度至少是前6 s過程中滑塊Q在長木板P上滑行的距離Δx1=×5×5 m+×(5+3)×1 m-×3×6 m=7.5 m,故B正確;從6 s末到滑塊停下來過程中,由牛頓第二定律得μ1mg=ma4,解得a4=0.5 m/s2,這段時間Δt1==6 s,所以,t3=12 s時滑塊Q停下來,6 s后滑塊Q在長板P上滑行的距離Δx2=×6×3 m-×3×3 m=4.5 m,滑塊Q在長木板P上滑行的路程是Δx=Δx1+Δx2=12 m,故D正確
16、.
答案:BCD
11.如圖所示,一質(zhì)量為m的小物塊,以v0=15 m/s的速度向右沿水平面運動12.5 m后,沖上傾斜角為37°的斜面,若物塊與水平面及斜面的動摩擦因數(shù)均為0.5,斜面足夠長,物塊從水平面到斜面的連接處無能量損失.求:
(1)物塊在斜面上能達到的最大高度;
(2)物塊在斜面上運動所需的時間.(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
解析:(1)小物塊在水平面上運動:
a1=-μg=-5 m/s2
v-v=2a1x
解得 v1=10 m/s.
小物塊在斜面上向上運動:
a2=-gsin θ-μgcos θ=-10 m
17、/s2
0-v=2a2s
解得 s=5 m
所以 h=ssin θ=3 m.
(2)小物塊在斜面上向上運動時間 t1==1 s
小物塊在最高點時,mgsin θ>μmgcos θ,所以物塊會勻加速下滑,
加速度 a3=gsin θ-μgcos θ=2 m/s2
向下勻加速運動時間s=a3t
解得 t2= s
小物塊在斜面上運動所需時間為:
t=t1+t2=(1+)s≈3.2 s.
答案:(1)3 m (2)3.2 s
12.為提高通行效率,許多高速公路出入口安裝了不停車收費系統(tǒng)ETC.甲、乙兩輛汽車分別通過ETC通道和人工收費通道(MTC)駛離高速公路,流程如圖所示.
18、假設(shè)減速帶離收費島口x=60 m,收費島總長度d=40 m,兩輛汽車同時以相同的速度v1=72 km/h經(jīng)過減速帶后,一起以相同的加速度做勻減速運動.甲車減速至v2=36 km/h后,勻速行駛到中心線即可完成繳費,自動欄桿打開放行;乙車剛好到收費島中心線收費窗口停下,經(jīng)過t0=15 s后繳費成功,人工欄桿打開放行.放行后兩輛汽車均勻加速到速度v1后沿直線勻速行駛,設(shè)加速和減速過程中的加速度大小相等,求:
(1)此次人工收費通道和ETC通道打開欄桿放行的時間差Δt;
(2)兩輛汽車駛離收費島相距的最遠距離Δx.
解析:(1)兩車運動的加速度大小為
a==2.5 m/s2
甲車減速到
19、v2所用時間為t1== s=4 s
行駛的距離為x1=t1=×4 m=60 m.
甲車勻速運動到收費島中心線的時間為
t2= s=2 s
甲車從減速到通過收費島中心線總時間為
t甲=t1+t2=6 s
乙車減速行駛到收費島中心線所用時間
t3== s=8 s
乙車從減速行駛到通過收費島中心線的總時間為
t乙=t0+t3=15 s+8 s=23 s
人工收費通道和ETC通道打開欄桿放行的時間差
Δt=t乙-t甲=23 s-6 s=17 s.
(2)乙車從收費島中心線開始出發(fā)又經(jīng)t3=8 s加速到v1=72 km/h,與甲車達到共同速度,此時兩車相距最遠.這個過程中乙車行駛的距離與之前乙車減速的距離相等,即x乙=x+=(60+) m=80 m
從收費島中心線開始,甲車先從v2=36 km/h勻加速至v1=72 km/h,這個時間為t1=4 s,然后勻速行駛,x甲=x1+v1(t3+Δt-t1)=60 m+20×(8+17-4) m=480 m
故兩車相距的最遠距離為
Δx=x甲-x乙=480 m-80 m=400 m.
答案:(1)17 s (2)400 m
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