贵阳市8月份入门测运动学大题汇编-教师版

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F m v2ห้องสมุดไป่ตู้③ R
由①②③式和题给数据得
F0
3 4
mg

v 5gR ⑤ 2
(2)设小球到达 A 点的速度大小为 v1 ,作 CD PA ,交 PA 于 D 点,由几何关系得
DA R sin ⑥ CD R(1 cos )⑦
由动能定理有
mg
CD
F0
DA
1 2
mv2
1 2
mv12

由④⑤⑥⑦⑧式和题给数据得,小球在 A 点的动量大小为
p mv1 m
23gR ⑨ 2
(3)小球离开 C 点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动,加速度大小为 g。设小球在竖直
方向的初速度为 v ,从 C 点落至水平轨道上所用时间为 t。由运动学公式有
vt
1 2
gt 2
CD

v v sin ○11
由⑤⑦⑩○11 式和题给数据得
t 3 5R ○12 5g
(2)弹簧的最大弹性势能是 0.72J.
6、如图所示,某超市两辆相同的手推购物车质量均为 m、相距为 l 沿直线排列,静置于水平地面上。为了
节省收纳空间,工人给第一辆车一个瞬间的水平推力使其运动,并与第二辆车相碰,且在极短时间内相互
l
嵌套结为一体,以共同的速度运动了距离 ,恰好停靠在墙边。若车运动时受到的摩擦力恒为车重的 k 倍,
运动学大题汇编
1、如图甲所示,质量 m1=4kg 的足够长的木板静止在光滑水平面上,质量 m2=1kg 的小物块静止在长木 板的左端.现对小物块施加一水平向右的作用力 F,小物块和长木板运动的速度图象如图乙所示.2s 后,撤去 F,g 取 10m/s2 .求:
(1)小物块与长木板之间的动摩擦因数μ;2N (2)水平力的大小 F;4N (3)撤去 F 后,小物块和长木板构成的系统损失的机械能△E.3.6J 2、如图甲所示,质量为 M=3.0kg 的平板小车 C 静止在光滑的水平面上,在 t=0 时,两个质量均为 1.0kg 的小物体 A 和 B 同时从左右两端水平冲上小车,1.0s 内它们的 v-t 图象如图乙所示,g 取 10m/s2.
(1)小车在第 1.0s 内所受的合力为多大? (2)要使 A、B 在整个运动过程中不会相碰,车的长度至少为多少? (3)假设 A、B 两物体在运动过程中不会相碰,试在图乙中画出 A、B 在 t=1.0s~3.0s 时间内的 v-t 图象.
-1-
运动学大题汇编
3、如图,在竖直平面内,一半径为 R 的光滑圆弧轨道 ABC 和水平轨道 PA 在 A 点相切。BC 为圆弧轨道
2
忽略空气阻力,重力加速度为 g。求:
(1)购物车碰撞过程中系统损失的机械能;
(2)工人给第一辆购物车的水平冲量大小。
解:(1)设第一辆车碰前瞬间的速度为 v1,与第二辆车碰后的共同速度为 v2. 由动量定理有
mv1=2mv2 (2 分) 由动能定理有
-2kmg. l =0-1(2m)v22 (2 分) 22
则碰撞中系统损失的机械能
ΔE=1mv12 -1(2m)v22 22
(2 分)
联立以上各式解得ΔE =mkgl (2 分)
(2)设第一辆车推出时的速度为 v0 由动能定理有
-kmgl=1mv12 - 1mv02 (2 分)
2
2
I=mv0
(2 分)
联立解得 I=m 6gkl
(2 分)
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运动学大题汇编
4.(10分)一个质量为m的烟花弹获得速度V0后,从地面竖直升空(可视为竖直上抛运动)。当烟花弹上升 到最大高度时,弹中火药爆炸将烟花弹弹壳炸成A、B两块,且均沿水平方向运动,A的质量是B的两倍,爆 炸时间极短,重力加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质量 (1)求烟花弹上升的最大高度; (2)求爆炸时A与B获得的速度大小之比; (3)要使A不落到以地面上发射点为圆心,以R为半径的圆周范围内,求爆炸时A应获得的动能。
μ1(M+m)g=(M+m)a1 令 t=0 时刻木板的速度为 vo,有:
v1=v0-a1t 代入数据得:v0=5m/s 故 t=0 时刻木板的速度为 5m/s (2)木板与墙壁碰撞后,对物块,有:
μ2mg=ma2 对物块,当速度为 0 时,经历时间为 t,发 生的位移为 x1,则有:
x1= 䚸
x1= 䚸t
(2)对物块从 Q 到弹簧压缩量最大的过程,由能量守恒定律得: mg•(l+x)sinθ=μmgcosθ•x+Ep
解得弹簧的最大弹性势能是: Ep=mg•(l+x)sinθ-μmgcosθ•x=20×(0.01+0.2)×sin53°-0.5×20×cos53°×0.2=0.72J 答:(1)小物块第一次运动到 P 点的速度大小是 0.4m/s.
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运动学大题汇编
5、如图所示,倾角为θ=53°的斜面固定在水平地面上,斜面下端有一挡板 M,一轻质弹簧的下端固定在挡 板 M 上,在自然长度下,弹簧的上端在 P 点处,斜面上 P 点以上的部分为光滑,P 点一下的部分与小物块 间的动摩擦因数μ=0.5。一质量 m=2.0kg 的小物块从斜面上的 Q 点由静止开始下滑,Q 点与 P 点间的距离 l=1.0cm,重力加速度 g=10m/s2,sin53°=0.8、cos53°=0.6,求:
的直径。O 为圆心,OA 和 OB 之间的夹角为α,sinα= 3 ,一质量为 m 的小球沿水平轨道向右运动,经 A 5
点沿圆弧轨道通过 C 点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用力外,小球还一直受到 一水平恒力的作用,已知小球在 C 点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零。重 力加速度大小为 g。求:
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1.(10 分)如图所示,水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上,圆弧轨道 B 端 的切线沿水平方向。质量 m=1.0kg 的滑块(可视为质点)在水平恒力 F=10.0N 的作用下,从 A 点由静止 开始运动,当滑块运动的位移 x=0.50m 时撤去力 F。滑块经过 B 点后,能到达的最高点为 C,已知 B、C 两点的高度差 h=0.2 m。A、B 之间的距离 x0=1.0m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10,取 g=10m/s2。 求:
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3.(10 分)如图所示,长为 l、质量为 M 的长木板静止在光滑的水平面上,一质量为 m 的滑块以水平向右 的初速度 v0 从木板的左端开始滑行,经过一段时间滑块与木板达到共同速度,滑块未滑离木板。已知 M=m, 滑块与木板之间的动摩擦因素为μ,重力加速度为 g,忽略空气阻力,求: (1)滑块与木板共同速度的大小; (2)滑块与木板达到共同速度时,滑块相对于木板滑行的距离。
向,由动量守恒定律有:
⺁ ݉᠆ 由能量守恒定律有: ⺁ 䚸
䚸 ݉᠆。
联立解得: ⺁ 䚸 쳌 答:
䚸᠆该物块的质量是 1kg。 ᠆物块在平板车上滑动过程中产生的热量是 䚸 쳌。
8.一长木板置于粗糙水平地面上,木板右端放置一小物块,如图所示。木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,
物块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,t=0 时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向墙壁运动,当 t=1s
时,木板以速度 v1=4m/s 与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变,方向相反。运动
过程中小物块第一次减速为零时恰好从木板上掉下。已知木板的质量是小物块质量的 15 倍,重力加速
度大小 g 取 10m/s2.求:
(1)t=0 时刻木板的速度; (2)木板的长度。 (1)对木板和物块构成的整体,有:
7.如图所示,光滑轨道 abc 固定在竖直平面内,ab 为四分之一圆弧轨道,bc 段水平,且与 ab 圆弧相切于 b 点,在光滑水平地面上紧靠轨道 c 端,停着质量为 M = 3kg、长度为 L = 0.5m 的平板车,平板车上表面与 bc 等高、现将可视为质点的物块从与圆心 O 等高的 a 点静止释放,物块滑至圆弧轨道最低点 b 时的速度 大小为vb = 2m/s,对轨道的压力大小等于 30N,之后物块向右滑上平板车。取重力加速度 g = 10m/s2,不 计空气阻力。 (1)求该物块的质量; (2)若物块最终未从平板车上滑落,求物块在平板车上滑动过程中产生的热量。
(1)小物块第一次运动到 P 点的速度大小; (2)小物块与弹簧接触后,弹簧的最大压缩量为 x=0.2m,整个过程中弹簧始终在弹性限度内,则弹簧
的最大弹性势能是多少? 解:(1)对物块从 Q 点到 P 点的过程,根据动能定理,有:
mgsinθ•l= mv2-0;
则得:v=
=
=0.4m/s
即小物块第一次运动到 P 点的速度大小为 0.4m/s.
(1)水平恒力的大小和小球到达 C 点时速度的大小; (2)小球到达 A 点时动量的大小; (3)小球从 C 点落至水平轨道所用的时间。
答:(1)设水平恒力的大小为 F0,小球到达 C 点时所受合力的大小为 F。由力的合成法则有
F0 tan ① mg
F 2 (mg )2 F02 ②
设小球到达 C 点时的速度大小为 v,由牛顿第二定律得
对木板,由牛顿第二定律得: μ2mg+μ1(M+m)g=Ma3 对木板,经历时间为 t,发生的位移为 x2, 则有: x2=v1t-䚸
木板的长度为:L=x1+x2 联立解得:L=䚸 m
答:(1)t=0 时刻木板的速度是 5m/s; (2)木板的长度是䚸 m
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(1)在撤去力 F 时,滑块的速度大小; (2)滑块从 B 滑到 C 过程中克服摩擦力所做的功。
2.(10 分)如图所示,质量 M=3kg 的物块 A 在水平桌面上,物块 A 桌面的动摩擦因数=0.2,一轻绳 跨过光滑的定滑轮连接 A 和 B 两个物块(两物块均可视为质点),物块 B 的质量 m=lkg,托起物块 B, 使物块 B 距离地面的高度 h=0.5m,且轻绳刚好拉直.现由静止释放物块 B,已知水平桌面足够长,物块 A 不会与滑轮相撞,g=l0m/s2,求: (1)物块 B 落地前物块 A 的加速度大小; (2)物块运动的总时间.
解: 䚸᠆设四分之一圆弧的半径为 R,物块的质量为 m,在 b 点轨道对物块的支持力为 F,物块从 a 到 b 由 机械守恒定律有: 쾠ᛠ ⺁ 䚸
物块运动到 b 点,由牛顿第二定律有:
联立解得 ⺁ 쾠 由牛顿第三定律知 ⺁ ͵ 联立解得: ⺁ 䚸ͳ쾠
쾠⺁

᠆设物块与平板车的共同速度为 v,物块在平板车上滑行过程中产生的热量为 Q,取水平向右为正方
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