物理每日一题含答案2012年4月23日-4月28日.doc

4月23日（2007年全国理综I卷23题）甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的。为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记。在某次练习中，甲在接力区前S0=135m处作了标记，并以V=9m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令。乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒。已知接力区的长度为L=20m。求：（1）此次练习中乙在接棒前的加速度a；（2）在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。分析与解答 本题来源于学生知道的交接棒体育运动，可是对于一些具体的规则，不一定清楚，比如乙不是站在哪儿等着甲来给他棒；更不明白乙可以先起跑，却有一个接力区。理解了这些运动规则，就他们的运动过程，应该还是非常明了的：甲一直做匀速运动，乙做匀加速直线运动。研究对象甲运动员乙运动员运动过程匀速直线运动初速为零的匀加速直线运动接点完成交接棒过程，他们时间t相等。甲追上乙，完成交接棒时，乙的速度v=甲的速度V。在这段时间内，甲的位移S1=乙的位移S2+ S0。（1）设经过时间t，甲追上乙，则由位移关系有将v=V=9m/s代入得到：t=3s，再有 v=at解得：a =3m/s2（2）在追上乙的时候，乙走的距离为S2，则： 代入数据得到 S2=135m所以乙离接力区末端的距离为 S =20135=65m4月24日如图所示，倾角的斜面上，放一质量为1kg的物体，用的轻质弹簧平行于斜面吊着，物体放在PQ之间任何位置都能处于静止状态，而超过这一范围，物体都会沿斜面滑动. 若试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小.物体在P、Q两点时，所受静摩擦力达到最大值，在P点，静摩擦力方向向上，在Q点静摩擦力方向向下，设物体与斜面间的最大静摩擦力的大小为f，由平衡条件有，在Q点时， X1=|AP|-L在P点： X2=L-|AQ|解两式得：f7N4月25日（09上海物理22）（12分）如图A，质量m1kg的物体沿倾角q37的固定粗糙斜面由静止开始向下运动，风对物体的作用力沿水平方向向右，其大小与风速v成正比，比例系数用k表示，物体加速度a与风速v的关系如图B所示。求：（1）物体与斜面间的动摩擦因数m；（2）比例系数k。（sin370=0.6,cos370=0.8,g=10m/s2）解析：（1）对初始时刻：mgsinqmmgcosqma0 由图读出a0=4m/s2代入式，解得：m0.25； （2）对末时刻加速度为零：mgsinqmNkvcosq0 又Nmgcosqkvsinq由图得出此时v=5 m/s代入式解得：k0.84kg/s。4月26日FF(m人+m椅)ga（09安徽22）（14分）在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃 了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取。当运动员与吊椅一起正以加速度上升时，试求（1）运动员竖直向下拉绳的力； 440N（2）运动员对吊椅的压力。 275N解析：解法一:(1）设运动员受到绳向上的拉力为F，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示，则有：由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力FF(m人+m椅)ga（2）设吊椅对运动员的支持力为FN，对运动员进行受力分析如图所示，则有：由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力也为275N解法二:设运动员和吊椅的质量分别为M和m；运动员竖直向下的拉力为F，对吊椅的压力大小为FN。根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力大小为F，吊椅对运动员的支持力为FN。分别以运动员和吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律 由得 4月27日（03年江苏）水平传送带被广泛地应用于机场和火车站，用于对旅客的行李进行了安全检查。右图为水平传送带装置示意图，绷紧的传送带AB始终保持v1m/s的恒定速率运行，一质量为m4kg的行李无初速地放在A处，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动。设行李与传送带间的动摩擦因数0.1，AB间的距离l2m，g取10m/s2。 （1）求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小；（2）求行李做匀加速直线运动的时间；（3）如果提高传送带的运行速率，行李就能被较快地传送到B处。求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率。解析：（1）行李受到的滑动摩擦力 Fmg 代入数值，得F4N 由牛顿第二定律得Fma 代入数值，得a1ms2 （2）设行李做匀加速运动的时间为t，行李加速运动的末速度为v1ms。则： vat 代入数值，得： t1s （3）行李从A匀加速运动到B时，传送时间最短。则： lat2min 代入数值，得tmin2s 传送带对应的最小运行速率vminatmin 代入数值，解得 vmin2ms 4月28日如图所示，传送带与地面的倾角=37，从A到B的长度为16，传送带以V0=10m/s的速度逆时针转动在传送带上端无初速的放一个质量为0.5的物体，它与传送带之间的动摩擦因数=0.5，求物体从A运动到B所需的时间是多少？(sin37=0.6,cos37=0.8)答案：物体放在传送带上后，开始阶段，传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿斜面向下的滑动摩擦力，物体由静止开始加速下滑，受力分析如图a所示；当物体加速至与传送带速度相等时，由于tan，物体在重力作用下将继续加速，此后物体的速度大于传送带的速度，传送带给物体沿传送带向上的滑动摩擦力，但合力沿传送带向下，物体继续加速下滑，受力分析如图b所示。综上可知，滑动摩擦力的方向在获得共同速度的瞬间发生了“突变” 。开始阶段由牛顿第二定律得:sincos=a1;所以:a1=sincos=10m/s2;物体加速至与传送带速度相等时需要的时间t1a11s;发生的位移：a112/2516;物体加速到10m/s 时仍未到达B点。第二阶段，有：sincosa2;所以：a22m/