运动与力 (2).doc

运动与力 1. 如图所示,一光滑的半圆形碗固定在水平地面上,质量为m1的小球用轻绳跨过光滑碗连接质量分别为m2和m3的物体,平衡时小球恰好与碗之间没有弹力作用.则m1、m2和m3的比值为A.123 B.211C.21 D.213. 用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点,在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q,如图所示.P、Q均处于静止状态,则下列相关说法正确的是A.P物体受4个力B.Q受到3个力C.若绳子变长,绳子的拉力将变小D.若绳子变短,Q受到的静摩擦力将增大4. 如图所示,在绳下端挂一物体,用力F拉物体使悬线偏离竖直方向的夹角为,且保持其平衡.保持不变,当拉力F有极小值时,F与水平方向的夹角应是A.0 B. C. D.25. 如图a所示，水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连接，整个系统处于平衡状态现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做匀加速直线运动，如图b所示研究从力F刚作用在木块A的瞬间到木块B刚离开地面的瞬间这个过程，并且选定这个过程中木块A的起始位置为坐标原点，则下列图象中可以表示力F和木块A的位移x之间关系的是aABbABFFxOAFxOBFxOCFxOD6. 甲、乙两块质量均为m的木块迭放在水平面上，甲受到斜向上与水平成q 角的力F作用，乙受到斜向下与水平成q角的力F作用，如图，两木块保持静止，则A.甲、乙之间一定存在静摩擦力 B.乙和水平面间可能存在静摩擦力C.乙对甲的支持力一定小于mgD.水平面对乙的支持力可能大于2mg7. 质量为m的三角形木楔A置于倾角为q的固定斜面上，它与斜面间的动摩擦因数为m，一水平力F作用在木楔A的竖直平面上，在力F的推动下，木楔A沿斜面以恒定的加速度a向上滑动，则F的大小为ABCD8. 如图所示，劲度系数为忌的轻弹簧，一端固定在倾角的粗糙斜面上，另一端连接一个质量为m的滑块A，滑块与斜面的最大静摩擦力的大小与其滑动摩擦力的大小可视为相等，均为，且。则：(1)如果保持滑块在斜面上静止不动，弹簧的最大形变量为多大?(2)若在滑块A上再固定一块质量为2m的滑块B，两滑块构成的整体将沿木板向下运动，当弹簧的形变量仍为(1)中所求的最大值时，其加速度为多大?9. 一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球A和B(中央有孔),A、B间由细绳连接,它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态.此情况下,B球与环中心O处于同一水平面上,AB间的细绳呈伸直状态,与水平线成30夹角.已知B球的质量为m,求细绳对B球的拉力和A球的质量.10. 如图所示,一质量为M4 kg,长为L2 m的木板放在水平地面上,已知木板与地面间的动摩擦因数为0.1,在此木板的右端上还有一质量为m1 kg的铁块,且视小铁块为质点,木板厚度不计.今对木板突然施加一个水平向右的拉力.(1)若不计铁块与木板间的摩擦,且拉力大小为6 N,则小铁块经多长时间将离开木板？(2)若铁块与木板间的动摩擦因数为0.2,铁块与地面间的动摩擦因数为0.1,要使小铁块对地面的总位移不超过1.5 m,则施加在木板水平向右的拉力应满足什么条件？(g10 m/s2)11. 一长木板在水平地面上运动，在=0时刻将一相对于地面精致的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度时间图像如图所示。己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有靡攘.物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g求:(1)物块与木板间；木板与地面间的动摩擦因数:(2)从时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小.12. 如图所示,质量M=2kg足够长的木板静止在水平地面上,与地面的动摩擦因数1=0.1,另一个质量m=1kg的小滑块,以6m/s的初速度滑上木板,滑块与木板之间的动摩擦因数2=0.5,g取l0m/s2.(1)若木板固定,求小滑块在木板上滑过的距离.(2)若木板不固定,求小滑块自滑上木板开始多长时间相对木板处于静止.(3)若木板不固定,求木板相对地面运动位移的最大值.13. 如图所示,一平板车以某一速度vo=5m/s匀速行驶,某时刻一货箱(可视为质点)无初速度地放置于平板车上,货箱离车后端的距离为l=m,货箱放到车上的同时,平板车开始刹车,刹车过程可视为做a1=3m/s2的匀减速直线运动.已知货箱与平板车之间的摩擦因数为=0.2,g=10m/s2.求:通过计算,判断货箱能否从车后端掉下来如果货箱不能掉下,则最终停止时离车后端的距离d是多少如果货箱不能掉下,最后都停止运动,平板车再从静止开始以a2=4m/s2的加速度匀加速直线运动,经过3秒货箱距离车后端多远？已知平板车后端离地面高1.25m,货箱落地后不动lvo14. 物体A的质量，静止在光滑水平面上的木板B的质量为、长，某时刻A以的初速度滑上木板B的上表面，为使A不致于从B上滑落，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力F，若A与B之间的动摩擦因数，试求拉力F应满足的条件。(忽略物体A的大小)Fv0AB 15. 一位同学想测出小木块与水平桌面间的动摩擦因数，他在距桌子边缘B点s1=1.5m处的A点使小木块获得一定的初速度，小木块在桌面上沿AB做匀变速直线运动，并从B点水平飞出，最后落在地面上的D点，如图所示. 测得小木块从A到D所用的时间为t=1.4s，落地点到桌边的水平距离为s2=0.4m，桌面到地面的高度为h=0.8m. 不考虑空气阻力，取g=10m/s2. 试根据这些数据计算 （1）小木块在A点的初速度； （2）木块与水平桌面间的动摩擦因数.运动与力参考答案（仅供参考）1234567CBACCAACC1. 解析:根据半圆内的三角形为直角三角形,再根据力的合成可知,m2gm1gcos30m1g,m3gm1gsin30m1g,所以m1m2m321.2. 解析:以结点O为研究对象进行受力分析.由题意可知,O点处于动态平衡,则可作出三力的平衡关系如图甲所示.由图可知水平拉力增大.以环和结点整体作为研究对象,作受力分析图如图乙所示.由整个系统平衡可知:FNmg；FfF.即:Ff增大,FN不变,故B项正确.3. 解析:.P受重力、Q对P的水平弹力、绳子对P的拉力和Q对P竖直向下的摩擦力,A正确；Q受重力,墙壁、P对Q的水平弹力,P对Q竖直向上的摩擦力,四个力两对平衡,B错误；对P、Q整体,绳子拉力的竖直分量等于P、Q整体的重力,绳子变长时绳子与墙壁间夹角变小,拉力变小,C正确；Q所受摩擦力等于Q的重力,与绳子长短无关,D错误.4. 解析:由题图可知当F与倾斜绳子垂直时F有极小值,所以.四.计算题答案:8. 9. 解析:对B球,受力分析如图所示,则有FTsin30mg得FT2mg对A球,受力分析如图所示.在水平方向:FTcos30FNAsin30在竖直方向:FNAcos30mAgFTsin30由以上方程解得:mA2m. 答案:2mg2m10. 解析 (1)对木板受力分析,由牛顿第二定律得:F(Mm)gMa由运动学公式,得Lat2解得:t4 s.(2)铁块在木板上时:1mgma1,铁块在地面上时:2mgma2,对木板:F1mg2(Mm)gMa3设铁块从木板上滑下时的速度为v1,铁块在木板上和地面上的位移分别为x1、x2,则:2a1x1v 2a2x2v并且满足x1x21.5 m设铁块在木板上滑行时间为t1,则 x1a1t木板对地面的位移xa3t xx1L 联立解得F47 N.11. 解:从t=0时开始，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木块减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为v 由图可知，在时，物块和木板之间速度相同。设t=0到t=时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为，则 式中=5m/s分别为木板在t=0、t=时速度的大小设物块和木板的质量为m，物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为，由牛顿第二定律得 联立式得 =0.02 =0.30 （2）在时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与木板之间的摩擦力改变方向。设物块与木板之间的摩擦力大小为，物块和木板的加速度大小分别为则由牛顿第二定律得 假设；由式得，与假设矛盾。故 由式知，物块加速度的大小，物块的v-t图象如图中点划线所示。 由运动学公式可推知，物块和木板相对于地面的运动距离分别为 物块相对于木板的位移的大小 联立式得 S=1.125m 12. (1)(4分)(2)对m:,对M:,t=(4分)(3)木板共速前先做匀加速运动(1分)速度以后木板与物块共同加速度a3匀减速运动,X=(4分)13. 解:货箱放到车上后,先做匀加速运动,设经过时间t和车达到相同速度,此时货箱和车的位移分别为x1、x2对货箱:mg=ma1a1t=voatx1=vot-a1t2对平板车:x2=vot-at2此时,货箱相对车向后移动了x=x2x1=2.5ml=m,故货箱不会从车后端掉下来.由于货箱的最大加速度a1=g=2m/s2a,所以二者达到相同速度后,分别以不同的加速度匀减速运动到停止,此时相同速度为v=a1t=2m/s对货箱:s1=v2/2a1=1m对平板车:s2=v2/2a=2/3m故货箱到车尾的距离d1=l-x+s1-s2=1m设经过时间t1货箱和车分离,由位移关系得:d1=a2t12-a1t12解得t1=1s分离时货箱速度v1=a1t1=2m/s,货箱做平抛运动,经过时间t2落地,h=gt22,得t2=0.5s则在平板车启动的t3=3s内,货箱的水平位移x1=a1t12+v1t2=2m平板车的位移为:x2=a2t32=18m故货箱离平板车后端的距离:d2=x2-x1-d1=15m14. 物体A滑上木板B以后，作匀减速运动，加速度 木板B作匀加速运动，设加速度为，由牛顿第二定律，有： A不从B的右端滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度，由位置关系，有 运动时间相等，有 由式，可得由式，得 代入数值，得若F1N，则A滑到B的右端时，速度仍大于B的速度，于是将从B上滑落，所以F必须大于等于1N。当F较大时，在A到达B的右端之前，就与B具有相同的速度，之后，A必须相对B静止，才能不会从B的左端滑