上海市全部17区期末考物理分类汇编 3.力与运动
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3.力与运动
一、单项选择题
1.【上海杨浦区2013年1月期末考】关于物体的惯性,下列说法中正确的是
(A)运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体速度越大,惯性也越大.
(B)静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的物体惯性大的缘故.
(C)乒乓球可以被快速抽杀,是因为乒乓球惯性小.
(D)在宇宙飞船中的物体不存在惯性.
2.【上海宝山区2013年1月期末考】由牛顿第二定律可知
(A)由物体运动的方向发生改变,可断定物体受所合外力的方向也改变
(B)只要物体受到力的作用,物体就有加速度
(C)1N的力可以使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度
(D)物体的质量对加速度的产生起反抗作用,所以质量是一种阻力
3.【上海杨浦区2013年1月期末考】文艺复兴时代意大利的著名画家和学者达·芬奇曾提出如下原理:
如果力F在时间t内使质量为m的物体移动一段距离s,那么:
①相同的力在相同的时间内使质量是一半的物体移动2倍的距离;
②或者相同的力在一半的时间内使质量是一半的物体移动相同的距离;
③或者相同的力在2倍的时间内使质量是2倍的物体移动相同的距离;
④或者一半的力在相同的时间内使质量是一半的物体移动相同的距离;
⑤或者一半的力在相同的时间内使质量相同的物体移动一半的距离.
在这些原理中正确的是
(A)①②③⑤. (B)①③④⑤. (C)①②④③⑤.(D) ①④⑤.
4.【上海杨浦区2013年1月期末考】如图所示,物体从斜面上A点由静止开始下滑,第一次经光滑斜面AB滑到底端时间为t1;第二次经光滑斜面ACD下滑,
滑到底端时间为t2.已知AC+CD=AB,在各斜面的等高处物体的速
率相等,试判断
(A)t1>t2.
(B)t1=t2.
(C)t1<t2.
(D )不确定.
5.【上海杨浦区2013年1月期末考】在粗糙水平面上放着一箱子,前面的人用与水平方向成仰角θ1的力F 1拉箱子,同时,后面的人用与水平方向成俯角θ2的推力F 2推箱子,此时箱子的加速度为a .如果撤去推力F 2,则箱子的加速度 (A )一定增大.
(B )一定减小. (C )可能不变.
(D )不是增大就是减小,不可能不变.
6、【上海崇明县2013年1月期末考】如图甲所示,绷紧的水平 传送带始终以恒定速率1v 运行.初速度大小为2v 的小物块从与传 送带等高的光滑水平面上的A 处滑上传送带.若从小物块滑上传
送带开始计时,小物块在传送带上运动的v t -图像(以地面为参
考系)如图乙所示.已知21v v >.则 ……………( ) A .t 2时刻,小物块离A 处的距离达到最大
B .t 1时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
C .t 2-t 3时间内,小物块受到的摩擦力方向向右
D .0-t 2时间内,小物块受到摩擦力的大小和方向都不变
8.【上海虹口区2013年1月期末考】下人站在地面上,先将两腿弯曲,再用力蹬地,就能跳离地面,人能跳起离开地面的原因是在蹬地过程中 ( ) (A )人对地球的吸引力大于地球对人的吸引力 (B )地面对人的弹力大于人对地面的弹力 (C )地面对人的弹力大于地球对人的吸引力 (D )人除受地面的弹力外,还受到一个向上的力
9.【上海虹口区2013年1月期末考】下动物园的水平地面上放着一个质量为M 的笼子,笼内有一只质量为m 的猴子。
当猴子以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时,笼子对地面的压力为F 1;当猴子以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时,笼子对地面的压力为F 2,如图所示。
关于F 1和F 2的大小,下列关系中正确的是 ( )
(A )F 1>(M +m )g ,F 2<(M +m )g
v v -
(B )F 1=F 2>(M +m )g
(C )F 1>F 2>(M +m )g (D )F 1<(M +m )g ,F 2>(M +m )g
10.【上海黄浦区2013年1月期末考】静止在光滑水平面上的物体,受到一个大小不为零的水平拉力作用,若拉力开始作用瞬间物体的速度大小为v ,加速度大小为a ,则下列判断中正确的是( ) (A )v ≠0,a ≠0
(B )v =0,a ≠0
(C )v ≠0,a =0
(D )v =0,a =0
11.【上海黄浦区2013年1月期末考】如图所示,一轻质弹簧一端固定在竖直墙壁上,另一自由端位于O 点,现用一滑块将弹簧的自由端(与滑块未拴接)从O 点压缩至A 点后于t =0时刻由静止释放,滑块t 1时刻经过O 点,t 2时刻运动到B 点停止。
下列四个图像的实线部分能反映滑块从A 运动B 的v-t 图像的是( )D
12.【上海金山区2013年1月期末考】质量为0.3 kg 的物体在水平面上做直线运动,图中的两条直线表示物体受水平拉力和不受水平拉力两种情形下的v -t 图像,则下列说法正确的是( )
(A )水平拉力大小可能等于0.3 N (B )水平拉力大小一定等于0.1 N (C )物体受到的摩擦力大小一定等于0.1 N (D )物体受到的摩擦力大小一定等于0.2 N
13.【上海静安区2013年1月期末考】如右图,水平轨道上有一楔形物块a ,其斜面上有一小物块b ,b 与平行于斜面的细绳的一端相连,细绳的另一端固定在斜面上.a 与b 之间光滑,a 和b 以共同速度在水平直轨道的光滑段向左滑行.当它们刚运行至轨道的粗糙段时,下列说法中正确的是
A .绳的张力不变
B .绳的张力增加
C .b 对a 的正压力增加
D .地面对a 的支持力增加
(A ) (B ) (C ) (D )
14.【上海闵行区2013年1月期末考】一物体从地面竖直向上抛出,在运动中受到的空气阻力大小不变,下列关于物体运动的速度v 随时间t 变化的图像中,可能正确正确的是( )
C
15、 【上海普陀区2013年1月期末考】升降机地板上放一木箱,质量为m ,当它对地板的压力N=0.8mg 时,以下说法正确的是( ) A. 加速上升 B.减速上升 C. 静止 D. 匀速上升
16、【上海青浦区2013年1月期末考】如右图所示,是利用传感器记录的两个物体间的作用力和反作用力的变化图线,根据图线可以得出的结论是( ) A .作用力大时,反作用力小
B .作用力和反作用力的方向总是相反的
C .作用力和反作用力是作用在同一个物体上的
D .相互作用的两个物体一定都处于静止状态
17.【上海徐汇区2013年1月期末考】下列哪一句话可从牛顿第一定律演绎得出( ) (A )质量是物体惯性的量度
(B )物体的运动需要力来维持
(C )质量一定的物体加速度与合外力成正比 (D )物体有保持原有运动状态的特性 18.【上海闸北区2013年1月期末考】将一只皮球竖直向上抛出,皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。
下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a 与速度大小v 关系的图像,正确的是 ( )C
二、不定项选择题
19.【上海杨浦区2013年1月期末考】马拉车,车匀速前进时,下列说法中正确的有
A .
B .
C .
D .
(A )马拉车的力与车拉马的力是一对平衡力.
(B )马拉车的力与车拉马的力是一对作用力与反作用力. (C )马拉车的力与地面对车的阻力是一对平衡力.
(D )马拉车的力与地面对车的阻力是一对作用力与反作用力.
20、【上海崇明县2013年1月期末考】如图所示,一物块在光滑的水平面上受一恒力F 的作
A .物块立即做减速运动
B .物块在开始的一段时间内仍做加速运动
C .当弹簧的弹力等于恒力F 时,物块静止
D .当弹簧处于最大压缩量时,物块的加速度最大
21.【上海杨浦区2013年1月期末考】做验证牛顿第三定律的DIS 实验时,把两个力传感器的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察软件界面上出现的结果见下图.观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线,可以看出 (A )作用力与反作用力一定是同一性质的力. (B )作用力与反作用力一定大小相等. (C )作用力与反作用力大小一定同时变化. (D )牛顿第三定律仅在物体静止时适用.
三、实验、填空题
22.【上海徐汇区2013年1月期末考】如图所示,t =0时,一小物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑,经过B 点后进入水平面(设经过B 点前后速度大小不变),最后停在C 点。
每隔2s 测得的三个时刻物体的瞬时速度,记录在下表
中。
重力加速度g 取10m/s 2,则物体到达B 点的速度为 m/s ;物体经过BC 所用时间为 s 。
13.33;6.67
23.【上海宝山区2013年1月期末考】从地面以初速度v 0竖直向上抛出一质量为m 的球,设球在运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系,它运动的速率随时间变化的规律如图所
示,在t 1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v 1,且落地前球已做匀速运动。
则球受到的空气阻力与其速率之比
v v 第22题
k =___________,球上升的最大高度H =_________________。
1
v mg ,g v gt v 1
10)(-
24. 【上海虹口区2013年1月期末考】下如图所示,质量m =1kg 、长L =0.8m 的均匀矩形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平。
板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.4。
现用F =5N 的水平力向右推薄板,木板翻下桌子前移动的距离为______________m ;使它翻下桌子力F 做的功至少为______________J 。
0.4m 1.6J
25. 【上海闵行区2013年1月期末考】如图所示,位于竖直平面内的固定半径为R 的光滑圆环轨道,圆环轨道与水平面相切于M 点,与竖直墙相切于A 点,竖直墙上另一点B 与M 的连线和水平面的夹角为600,C 是圆环轨道的圆心,D 是圆环上与M 靠得很近的一点(DM 远小于CM ).已知在同一时刻:a 、b 两球分别由A 、B 两点从静止开
始沿光滑倾斜直轨道运动到M 点;c 球由C 点自由下落到M 点;d 球从D 点静止出发沿圆环运动到M 点.则a 、b 、c 、d 四个小球最先到达M 点的球是_______球。
重力加速度取为g ,d 球到达M 点的时间为____________。
c 球;t D =
2π
g
R
26. 【上海普陀区2013年1月期末考】客运电梯简化模型如图甲所示,电梯的加速度a 随时间
t 变化的关系如图乙所示。
已知电梯在t=0时由静止开始上升,电梯总质最m=2.0×103
kg ,忽略一切阻力。
电梯在上升过程中受到的最大拉力 F = N ,电梯在前2s 内的速度改变量 △v = m/s 。
2.2×104, 1.5
27.【上海长宁区2013年1月期末考】(5分)在“用DIS 探究牛顿第二定律”的实验中 (1)下图(左)是本实验的装置图,实验采用分体式位移传感器,其发射部分是图中的_____,与数据采集器连接的是______部分.(填①或②)
0-1
1
(2)上图(右)是用DIS 探究加速度与力的关系时所得到的a –F 实验图象,由图线可知,小车的质量为___________kg .
(1)① ,② (每空格1分) (2)m =0.77kg (3分)
28.(6分)【上海徐汇区2013年1月期末考】在“用DIS 研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时,甲、乙两组分别用如图(a )、(b )所示的实验装置实验,重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车,位移传感器(B )随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器(A )固定在轨道一端.甲组实验中把重物的重力作为拉力F ,乙组直接用力传感器测得拉力F ,改变重物
的重力重复实验多次,记录多组数据,并画出a-F 图像。
(1)位移传感器(B )属于 。
(填“发射器”或“接收器”) (2)甲组实验把重物的重力作为拉力F 的条件是 。
(3)图(c )中符合甲组同学做出的实验图像的是 ;符合乙组同学做出的实验图像的是 。
(1)发射器(2分)
(2)小车的质量远大于重物的质量(2分) (3)②(1分);①(1分)
29.(8分)【上海宝山区2013年1月期末考】如图为“用DIS (位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。
实验操作中,用钩码所受的重力作为小车所受外力,用DIS 系统测定小车的加速度。
在保持小车总质量不变的情况下,改变所挂钩码的数量,多次重复测量,将数据输入计算机,得到如图所示的a ~F 关系图线。
位移传感器
位移传感器
位移传感器 位移传感器
图(b ) 图(a )
(1)小车上安装的是位移传感器的__________部分。
(2)分析发现图线在水平轴上有明显的截距(OA 不为零),这是因为____________。
(3)图线AB 段基本是一条直线,而BC 段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是(单选) (A )小车与轨道之间存在摩擦
(B )释放小车之前就启动记录数据的程序 (C )实验的次数太多
(D )钩码的总质量明显地大于小车的总质量
在多次实验中,如果钩码的总质量不断地增大, BC 曲线将不断地延伸,那么该曲线所逼近的渐近线的方程为__________。
(1)发射器(2分)
(2)小车所受的摩擦力过大(2分) (3)D (2分),a =g (a =10m/s 2)(2分)
30、(6分)【上海静安区2013年1月期末考】“用DIS 研究加速度与力的关系”的实验装置如图(a )所示。
实验中通过增加钩码的数量,多次测量,可得小车运动的加速度a 和所受拉力F 的关系图象。
他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F 图线,如图(b )所示。
(1)图线______是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的;(选填“①”或“②”) (2)在轨道水平时小车运动的阻力f =__________;
(3)(单选)图(b )中,拉力F 较大时,a-F 图线明显弯曲,产生误差。
为消除此误差可采
水平轨道
位移传感器
取的措施是_________。
A .调整轨道的倾角,在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动。
B .在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码,使钩码的总质量始终远小于小车的总质量。
C .在钩码与细绳之间接入一力传感器,用力传感器读数代替钩码的重力。
D .更换实验中使用的钩码规格,采用质量较小的钩码进行上述实验。
(1) ①; (2) 0.5N ; (3) C ; 四、计算题
31.(10分)【上海浦东新区2013年1月期末考】质量m =1kg 的滑块受到一个沿斜面方向的外力F 作用,从斜面底端开始,以初速度v 0=3.6m/s 沿着倾角为37°足够长的斜面向上运动,物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.8。
利用DIS 实验系统进行测量,得到滑块向上滑动过程中,一段时间内的速度-时间图像如图所示(g 取10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。
求: (1)滑块上滑过程中加速度的大小; (2)滑块所受外力F ;
(3)当滑块到最高点时撤除外力,此后滑块能否返回斜面底端?若不能返回,求出滑块停在离斜面底端的距离。
若能返回,求出返回斜面底端时的速度。
解:(1)222.4
/15/0.16
v a m s m s t ∆===∆ (2分)
(2)设F 沿斜面向上,则
sin cos mg mg F ma θμθ--= (2分)
sin cos 1100.60.81100.8115 2.6F mg mg ma N N θμθ=+-=⨯⨯+⨯⨯⨯-⨯=-
(2分)
F 力的方向平行于斜面向下。
(1分)
(3)因为 sin cos mg mg θμθ<,所以滑块不能返回斜面底端。
(1分)
3.60.240.4322
o v s t m m =
=⨯≈ (2分) 滑块停在距离斜面底端0.43m 处。
32、(14分)【上海青浦区2013年1月期末考】如图所示,在水平地面上有一个长L =1.5m ,高h = 0.8m 的长方体木箱,其质量为M =1kg ,与地面间的动摩擦因数μ=0.3。
在它的上表面的左端放有一质量为m = 4kg 的小铁块,铁块与木箱间的摩擦不计。
开始它们均静止。
现对木箱施加一水平向左的恒力F =27N 。
(g =10m/s 2)求:
(1)经过多长时间铁块从木箱上滑落?
(2)铁块滑落前后木箱的加速度1a 与2a 大小之比。
(3)铁块着地时与木箱右端的水平距离S 。
(1)(5分)M
g
m M F a )(1+-=
μ (2分)
代入数据得:21/12s m a = (1分)
2
112
1t a L =
s t 5.01=⇒ (2分) (2)(4分)M Mg
F a μ-=2 (2分)
代入数据得:2
2/24s m a = (1分)
2
1
21=∴
a a (1分) (3)(5分)2
22
1gt h =
s t 4.02=⇒ (2分) s m t a v /6111== (1分) 2
22212
1t a t v s +
=m s 32.4=⇒ (2分) 33.(12分)【上海静安区2013年1月期末考】如图所示,木块质量m =0.78kg ,在与水平方向成37°角、斜向右上方的恒定拉力F 作用下,以a =2.0m/s 2的加速度从静止开始做匀加速直线运动,在3s 末时撤去拉力F 。
已知木块与地面间的动摩擦因数μ=0.4。
(cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g =10m/s 2)
求:(1)拉力F 的大小;(2)物体在前5s 内滑行的总位移。
解:
(1)F cos θ-μN= ma 1 N+F sin θ= mg 解得:5.46
.04.08.010
78.04.0278.0sin cos 1=⨯+⨯⨯+⨯=++=
θμθμmg ma F
N
(2)匀加速阶段:9322
12122
111
=⨯⨯==
t a s m
匀减速阶段初速度:v=a 1t 1=2×3=6m/s
a 2=μg =0.4×10=4m/s 2
匀减速时间:s a v t 5.1/22== 匀减速阶段位移:m t a s 5.42
12222== 物体在5s 内滑行的总位移:s = s 1+ s 2=9+4. 5=13.5m
34.(12分)【上海金山区2013年1月期末考】如图,将质量m =2kg 的圆环套在与水平面成37︒角的直杆上,直杆固定不动,环的直径略大于杆的截面直径,环与杆间动摩擦因数μ=0.5,对环施加一个竖直向上的拉力F ,使环由静止开始运动,已知t =1s 内环通过的位移为0.5m 。
(1)若环沿杆向下运动,求F 的大小;
(2)若环沿杆向上运动,且t =1s 时撤去拉力,求环沿杆向上运动过程中克服摩擦力做功的大小。
解:(1)环做匀加速运动,a =2s t 2=1m/s 2 (2分)
向下运动时,F <mg ,据牛二:
(mg -F )sin37︒-μ(mg -F )cos37︒=ma (2分)
代入数据得,F =10N (1分)
(2)向上运动时,F >mg ,据牛二:
(F -mg )sin37︒-μ(F -mg )cos37︒=ma
代入数据得,F =30N (2分)
即若环沿杆向上运动,f 1=μ(F cos37︒-mg cos37︒)= (4)
1s 内克服摩擦力做功W 1=f 1s 1=…=2J (2分)
撤去力F 后,f 2=μmg cos37︒= (8)
环减速上升, a 2=g sin37︒+μg cos37︒=…=10m/s 2
s 2=v 2
2 a 2
=…=0.05m ,W 2=f 2s 2=…=0.4J (2分) 向上运动中克服摩擦力做功为W =W 1+W 2=2.4J (1分)
35.(12分)【上海奉贤区2013年1月期末考】如图,将质量m =2kg 的圆环套在与水平面成θ=37︒角的足够长直杆上,直杆固定不动,环的直径略大于杆的截面直径,杆上依次有三点A 、
B 、
C ,s AB =8m ,s BC =0.6m ,环与杆间动摩擦因数μ=0.5,对环施加一个与杆成37︒斜向上的拉力F ,使环从A 点由静止开始沿杆向上运动,已知t =4s 时环到达B 点。
试求:(重力加速度g =l0m/s 2,sin37︒=0.6,cos37︒=0.8)
(1)F 的大小;
(2)若到达B 点时撤去力F ,则环到达C 点所用的时间。
解:(1)(8分)环做匀加速运动,221/12s m t
s a AB == 若Fsin 370<Gcos 370,杆对环的弹力在垂直杆向上,N +Fsin 37︒=mg cos37︒,F cos37︒-μN -mg sin37︒=ma ,代入数据得,F =20N
若Fsin 370>Gcos 370,杆对环的弹力在垂直杆向下,N +mg cos37︒=F sin37︒
F cos37︒-μN -mg sin37︒=ma ,代入数据得,F =12N 。
不符合要求。
(备注:得到20N 正确,没有舍去12N 扣1分)
(2)(4分)m/s 41==at v ,μmgcosθ+mgsin θ=ma 2,a 2=μg cosθ+g sin θ=10m/s 2,
s 4.0s 10
4-0-02=-==a v t 停下,若物体向上经过C 点,s 2.02122222=+=t t a vt s BC ,。
若物体向下经过C 点,mgsin θ-μmgcosθ=ma 3,a 3= g sin θ-μg co sθ=2m/s 2,
s 552.02123===t at s ,,s 552.0+=t ,到C 点的时间为0.2s 或s 5
52.0+。
(得到1解就得分)
36.【上海黄浦区2013年1月期末考】在滑雪运动中,当滑雪板压在雪地上时会把雪内的空气逼出来,在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”,从而大大减小雪地对滑雪板的摩擦。
然而当滑雪板相对雪地速度较小时,与雪地接触时间超过某一值就会陷下去,使得它们间的摩擦力增大。
假设滑雪者的速度超过v 0=4m/s 时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=0.25变为μ2=0.125。
一滑雪者从倾角θ=37°的坡顶A 处由静止开始自由下滑,滑至坡底B (B 处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪地,最后停在C 处,如图
所示。
不计空气阻力,A 、B 间距离L =20m ,(sin37°=0.6,cos37°
=0.8,g 取10m/s 2)求:
(1)动摩擦因数第一次发生变化前滑雪者运动的距离s 1;
(2)滑雪者到达B 处的速度v B ;
(3)滑雪者在水平雪地上能滑行的最大距离s BC 。
(1)由ma 1 =mg sin37°–μ1mg cos37°,可解得a 1=4 m/s 2 (2分)
由s 1= v 02
2a 1
,可解得s 1=2m
(2分) (2)s 2=L 2–s 1=18m ,
由ma 2 =mg sin37°–μ2mg cos37°,可解得a 2=5 m/s 2 (1分)
由v B 2 = v 02+2 a 2 s 2,可解得v B =14 m/s (2分)
(3)滑雪者在水平雪地上滑行时
第一阶段a 1′=μ2g =1.25 m/s 2, (1分)
由s 1′= v B 2– v 02
2a 1′可解得s 1′=72m (1分) 第二阶段a 2′=μ1g =2.5 m/s 2, (1分)
由s 2′= v 02
2a 2′可解得s 2′=3.2m (1分) s BC = s 1′+ s 2′=75.2m (1分)
37.(14分)【上海宝山区2013年1月期末考】有一质量为2kg 的小球串在长为1m 的轻杆顶部,轻杆与水平方向成θ=37°角。
(1)若静止释放小球,1s 后小球到达轻杆底端,则小球到达杆底时它所受重力的功率为多少?
(2)小球与轻杆之间的动摩擦因数为多少?
(3)若在竖直平面内给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力,静止释放小球后保持它的加速度大小1m/s 2,且沿杆向下运动,则这样的恒力大小为多少?
( g =l0m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
解:
(1) vt s 21=,212
11⋅⋅=v ,s m v /2= 31.1(1分) W mgv P 246.0210253cos 0=⨯⨯⨯== 31.2(2分)
(2)
21/21
2s m t v a === 31.3(1分) 11sin ma f mg =-θ,226.01021⨯=-⨯⨯f ,N f 81= 31.4(2分) N mg N 168.0102cos 1=⨯⨯==θ 31.5(1分)
5.016
811===N f μ 31.6(1分) (3)
22sin ma f mg =-θ,126.01022⨯=-⨯⨯f ,N f 102= 31.7(1分) N f N 205.01022===μ
31.8(1分) 若F 垂直杆向上,则有
N mg N F 361620cos 21=+=+=θ 31.9(2分) 若F 垂直杆向下,则有
N mg N F 41620cos 22=-=-=θ 31.10(2分)
38、【上海嘉定区2013年1月期末考】滑雪运动中,滑雪板与雪地之间的相互作用与滑动速度有关,当滑雪者的速度超过4m/s 时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=0.25变为μ2=0.125。
一滑雪者从倾角θ=370
的坡顶A 处由静止开始
自由下滑,滑至坡底B (B 处为一光滑小圆弧)后又滑上
一段水平雪地,最后停在C 处,如图所示,不计空气阻
力,坡长L =26m ,取g =10m/s 2,sin370=0.6,cos370=0.8,
求:
● 滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间;
● 滑雪者到达B 处的速度;
在右图中画出滑雪者速度大小为10m/s 时的受力示意图,并求出此时的加速度的大小(1)在AB 段:
速度小于4m/s 时: 48.01025.06.01037cos 37sin 0101=⨯⨯-⨯=-=g g a μm/s 2…………2分
14
411===a v t s …………2分 (2)214212122111=⨯⨯==
t a s m 速度大于4m/s 时:
58.010125.06.01037cos 37sin 0202=⨯⨯-⨯=-=g g a μm/s 2…………2分
2422611=-=-=s L s m
162452422222=⨯⨯+=+=s a v v B m/s ……2分
(3)
受力分析如图…………2分(两处各一分)
当速度等于10m/s 时动摩擦因素为0.125,分别在AB 段与BC 段两处,在AB 段时加速度为 58.010125.06.01037cos 37sin 0202=⨯⨯-⨯=-=g g a μm/s 2 …………1分 在BC 段时加速度为25.110125.023-=⨯-=-=g a μm/s 2
…………1分 。
N 1 G f 2 N 2
G
f 1。