下圖是地球的俯視圖,中心為南極點,圖中ABC點的太陽高度都為0°,此時是南極地區(qū)一年中正午太陽高度最大的時段,據(jù)此回答1――4題
1.BC弧線表示
A 晨線 B 昏線 C 日界線 D 晨昏線
8.(05年如東)一圓環(huán)A套在一均勻圓木棒B上,A的高度相對B的長度來說可以忽略不計。A和B的質(zhì)量都等于m,A和B之間的滑動摩擦力為f(f < mg)。開始時B豎直放置,下端離地面高度為h,A在B的頂端,如圖所示。讓它們由靜止開始自由下落,當木棒與地面相碰后,木棒以豎直向上的速度反向運動,并且碰撞前后的速度大小相等。設碰撞時間很短,不考慮空氣阻力,問:在B再次著地前,要使A不脫離B,B至少應該多長?
答案:釋放后A和B相對靜止一起做自由落體運動,
B著地前瞬間的速度為
B與地面碰撞后,A繼續(xù)向下做勻加速運動,B豎直向上做勻減速運動。
它們加速度的大小分別為: 和
B與地面碰撞后向上運動到再次落回地面所需時間為
在此時間內(nèi)A的位移
要在B再次著地前A不脫離B,木棒長度L必須滿足條件 L ≥ x
聯(lián)立以上各式,解得 L≥
7.如圖所示,物體B放在物體A的水平表面上,已知A的質(zhì)量為M,B的質(zhì)量為m,物體B通過勁度系數(shù)為k的彈簧跟A的右側(cè)相連?當A在外力作用下以加速度a0向右做勻加速運動時,彈簧C恰能保持原長l0不變,增大加速度時,彈簧將出現(xiàn)形變.求:
(1)當A的加速度由a0增大到a時,物體B隨A一起前進,此時彈簧的伸長量x多大?
(2)若地面光滑,使A、B一起做勻加速運動的外力F多大?
答案:(1)x=m(a-a0)/k
(2)F=(M+m)a0
6.(05年蘇州)一輛客車在某高速公路上行駛,在經(jīng)過某直線路段時,司機駕車作勻速直線運動。司機發(fā)現(xiàn)其正要通過正前方高山懸崖下的隧道,遂鳴笛,5s后聽到回聲;聽到回聲后又行駛10s司機第二次鳴笛,3s后聽到回聲。請根據(jù)以上數(shù)據(jù)幫助司機計算一下客車的速度,看客車是否超速行駛,以便提醒司機安全行駛。已知此高速公路的最高限速為120km/h,聲音在空氣中的傳播速度為340m/s。
答案:設客車行駛速度為v1,聲速為v2,客車第一次鳴笛時客車離懸崖的距離為L。
由題意:在第一次鳴笛到聽到回聲的過程中,應有:
當客車第二次鳴笛時,客車距離懸崖的距離為
同理: 即:
得: (m/s) v1=24.3m/s=87.5km/h,小于120km/h,故客車未超速。
5.(05年福建)放在水平地面上的一物塊,受到方向不變的水平推力F作用,力F的大小與時間t的關系、物塊速度υ與時間t的關系如圖所示.取g = 10m/s2.試利用兩圖線求出物塊的質(zhì)量及物塊與地面間的動摩擦因數(shù)?
答案:μ=0.4
4.(06年杭州)如圖一物體恰能在一個斜面體上沿斜面勻速下滑,可以證明出此時斜面不受地面的摩擦力作用,若沿斜面方向用力向下推此物體,使物體加速下滑,則斜面受地面的摩擦力是 ( D )
A.大小為零 B.方向水平向右
C.方向水平向左 D.無法判斷大小和方向
3.在粗糙水平面上放著一個箱子,前面的人用水平方向成仰角θ1的力F1拉箱子,同時后面的人用與水平方向成俯角θ2的推力F2推箱子,如圖所示,此時箱子的加速度為a,如果此時撤去推力F2,則箱子的加速度 ( C )
A.一定增大 B.一定減小
C.可能不變 D.不是增大就是減小,不可能不變
2.物體從粗糙斜面的底端,以平行于斜面的初速度υ0沿斜面向上 ( B )
A.斜面傾角越小,上升的高度越大 B.斜面傾角越大,上升的高度越大
C.物體質(zhì)量越小,上升的高度越大 D.物體質(zhì)量越大,上升的高度越大
1.(05年南京)彈簧秤掛在升降機的頂板上,下端掛一質(zhì)量為2kg的物體?當升降機在豎直方向上運動時,彈簧秤的示數(shù)始終是16N.如果從升降機的速度為3m/s時開始計時,則經(jīng)過1s,升降機的位移可能是(g取10m/s2) ( AC )
A.2m B.3m C.4m D.8m
4.分析復雜問題的基本思路:
①仔細審題,分析物體的受力及受力的變化情況,確定并劃分出物體經(jīng)歷的每個不同的過程;
②逐一分析各個過程中的受力情況和運動情況,以及總結(jié)前一過程和后一過程的狀態(tài)有何特點;
③前一個過程的結(jié)束就是后一個過程的開始,兩個過程的交接點受力的變化、狀態(tài)的特點,往往是解題的關鍵.
規(guī)律方法
[例1](05年揚州)如圖質(zhì)量為m的小球用水平彈簧系住,并用傾角為30°的光滑木板AB托住,小球恰好處于靜止狀態(tài).當木板AB突然向下撤離的瞬間,小球的加速度為 ( C )
A.0
B.大小為g,方向豎直向下
C.大小為g,方向垂直于木板向下
D.大小為g,方向水平向右
[解析]未撤離木板前,小球受到重力G,彈簧拉力F,木板支持力FN,
如圖所示,三力平衡?于是有:FNcosθ = mg,FN = ?
當撤離木板的瞬間,G和F保持不變(彈簧的彈力不能突變),木板支持力FN
立即消失?小球受G和F的合力大小等于撤之前的FN(三力平衡),方向與FN的方
向相反,故加速度方向為垂直木板向下,大小為:
a = = = g?
訓練題 物塊A1、A2、B1和B2的質(zhì)量均為m,A1、A2用剛性輕桿連接,B1、B2用輕質(zhì)彈簧連結(jié),兩個裝置都放在水平的支托物上,處于平衡狀態(tài),如圖今突然撤去支托物,讓物塊下落,在除去支托物的瞬間,A1、A2受到的合力分別為和,B1、B2受到的合力分別為F1和F2,則 ( B )
A.= 0,= 2mg,F1 = 0,F2 = 2mg
B.= mg,= mg,F1 = 0,F2 = 2mg
C.= mg,= 2mg,F1 = mg,F2 = mg
D.= mg,= mg,F1 = mg,F2 = mg
[例2]如圖所示,質(zhì)量相同的木塊A、B,用輕質(zhì)彈簧連接處于靜止狀態(tài),現(xiàn)用水平恒力推木塊A,則彈簧在第一次壓縮到最短的過程中 ( D )
A.A、B速度相同時,加速度aA = aB
B.A、B速度相同時,加速度aA>aB
C.A、B加速度相同時,速度υA<υB
D.A、B加速度相同時,速度υA>υB
訓練題 雨滴在下落過程中,由于水汽的凝聚,雨滴質(zhì)量將逐漸增大,同時由于下落速度逐漸增大,所受阻力也將越來越大,最后雨滴將以某一速度勻速下降,在雨滴下降的過程中,下列說法中正確的是 ( C )
A.雨滴受到的重力逐漸增大,重力產(chǎn)生的加速度也逐漸增大
B.雨滴質(zhì)量逐漸增大,重力產(chǎn)生的加速度逐漸減小
C.由于雨滴受空氣阻力逐漸增大,雨滴下落的加速度將逐漸減小
D.雨滴所受重力逐漸增大,雨滴下落的加速度不變
[例3]如圖所示,質(zhì)量分別為mA、mB的兩個物體A、B,用細繩相連跨過光滑的滑輪,將A置于傾角為θ的斜面上,B懸空.設A與斜面、斜面與水平地面間均是光滑的,A在斜面上沿斜面加速下滑,求斜面受到高出地面的豎直擋壁的水平方向作用力的大。
[解析]設繩中張力為FT,A、B運動的加速度的大小為a,對A在沿斜面方向由牛頓第二定律有:mAgsinθ-FT = mAa
對B在豎直方向由牛頓第二定律有:FT-mBg = mBa
聯(lián)立上兩式得:a = ,FT =
此時A對斜面的壓力為FN1 = mAgcosθ,斜面體的受力如圖所示?
在水平方向有:F+FTcosθ = FN1sinθ
得:F =
訓練題 如圖所示,質(zhì)量M = 10kg的木楔靜置于粗糙的水平地面上,木楔與地面間的動摩擦因數(shù)μ = 0.02.在木楔的傾角為θ = 30°的斜面上,有一質(zhì)量m = 1.0kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑,當滑行路程s = 1.4m時,其速度υ = 1.4m/s在這個過程中木楔沒有移動,求地面對木楔的摩擦力的大小和方向(取g = 10m/s2).
答案:f=0.61N,方向水平向左
[例4]如圖所示,質(zhì)量M = 8kg的小車放在水平光滑的平面上,在小車左端加一水平恒力F,F = 8N,當小車向右運動的速度達到1.5m/s時,在小車前端輕輕地放上一個大小不計,質(zhì)量為m = 2kg的小物塊,物塊與小車間
的動摩擦因數(shù)μ = 0.2,小車足夠長.求從小物塊放上小車開始,經(jīng)過t = 1.5s小物塊通過的位移大小為多少?(取g = 10m/s2).
[解析]開始一段時間,物塊相對小車滑動,兩者間相互作用的滑動摩擦力的大小為Ff = μmg = 4N?物塊在Ff的作用下加速,加速度為am = = 2m/s2,從靜止開始運動.
小車在推力F和f的作用下加速,加速度為aM = = 0.5m/s2,初速度為υ0 = 1.5m/s
設經(jīng)過時間t1,兩者達到共同速度υ,則有:υ = amt1 = υ0+aMt1
代入數(shù)據(jù)可得:t1 = 1s,υ= 2m/s
在這t1時間內(nèi)物塊向前運動的位移為s1 = amt = 1m?
以后兩者相對靜止,相互作用的摩擦力變?yōu)殪o摩擦力將兩者作為一個整體,在F的作用下運動的加速度為a,則F =(M+m)a 得a = 0.8m/s2
在剩下的時間t2 = t-t1 = 0.5s時間內(nèi),物塊運動的位移為s2 =υt2+at2,得s2 = 1.1m.
可見小物塊在總共1.5s時間內(nèi)通過的位移大小為s = s1+s2 = 2.1m.
訓練題 (05年天星)如圖所示,將一物體A輕放在勻速傳送的傳送帶的a點,已知傳送帶速度大小υ= 2m/s,ab = 2m,bc = 4m,A與傳送帶之間的動摩擦因素μ = 0.25.假設物體在b點不平拋而沿皮帶運動,且沒有速度損失.求物體A從a點運動到c點共需多長時間?(取g = 10m/s2,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8)
答案:t=2.4s
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