15.(合肥十中2009屆高三第二次階段性考試)從地面發射質量為m的導彈,導彈上的噴氣發動機可產生恒定的推力,且可通過改變噴氣發動機尾噴管的噴氣質量和方向改變發動機推力的大小和方向,導彈起飛時發動機推力大小為F=mg,導彈沿和水平方向成θ=30°角的直線斜向右上方勻加速飛行。經過時間t后,遙控導彈上的發動機,使推力的方向逆時針旋轉60°,導彈依然可以沿原方向勻減速直線飛行。(不計空氣阻力和噴氣過程中導彈質量的變化)則:
(1)旋轉方向后推力的大小為多少?
(2)旋轉方向后導彈還要經過多長時間到達運動中的最高點?
(3)導彈上升到最高點時離出發點的距離是多少?
解析:
(1)剛開始時,導彈受推力和重力作用,兩力的合力與水平方向成300角斜向上,如圖所示,由幾何關系可知 得a1=g
從開始運動到時刻t,導彈的位移為
推力方向改變后,合力的方向與水平方向成30角斜向下,如圖所示,
(2)此時,導彈的加速度為
導彈加速時 ,導彈減速時
,
(3)導彈的總位移為
14.(2009年廣東汕頭市高三模擬)如圖所示,光滑水平面上靜止放置著一輛平板車A,車板總長為L.車上有兩個小滑塊B和C(都可視為質點),B與車板之間的動摩擦因數為μ,而C與車板之間的動摩擦因數為2μ.開始時B、C分別從車板的左、右兩端同時以大小相同的初速度相向滑行.經過一段時間,C、A的速度達到相等,此時C和B恰好發生碰撞.已知C和B發生碰撞時兩者的速度立刻互換,A、B、C三者的質量都相等,重力加速度為g.設最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力.
(1)求C和B開始滑行時的初速度v0的大小.
(2)已知滑塊C最后沒有脫離車板,求滑塊C最后與車達到相對靜止時處于車板上的位置.
解析:
設A、B、C三者的質量都為m,從開始到C、A的速度達到相等這一過程所需時間為t.
對C,由牛頓定律和運動學規律有
①
對A,由牛頓定律和運動學規律有
②
對B,由牛頓定律和運動學規律有
③
C和B恰好發生碰撞,有
由以上各式解得初速度
④
A、B、C三者的位移和末速度分別為
(向左),
(向右),
(向左) ⑤
(向左),
(向右)
⑥
C和B發生碰撞時兩者的速度立刻互換,則碰撞后C和B的速度各為
(向右),
(向左)
碰撞后B和A的速度相等,設B和A保持相對靜止一起運動,此時對B和A整體有
隔離B,則B受到的摩擦力為
可得,說明B和A保持相對靜止一起運動.
⑦
設C最后停在車板上時,共同的速度為vt,由動量守恒定律可得
、
可得vt=0
這一過程,對C,由動能定理有
、
對B和A整體,由動能定理有
、
解得C和A的位移分別是
(向右),
(向左)
⑾
這樣,C先相對于車板向左移動,然后又相對于車板向右移動
,恰好回到原來的位置.即滑塊C最后停在車板右端. ⑿
13.(2009屆江蘇高三黃橋中學高三月考)如圖所示,一個人用與水平方向成= 300角的斜向下的推力F推一個質量為20 kg的箱子勻速前進,如圖(a)所示,箱子與水平地面間的動摩擦因數為
=0.40.求:
(1)推力F的大小;
(2)若該人不改變力F的大小,只把力的方向變為與水平方向成300角斜向上去拉這個靜止的箱子,如圖(b)所示,拉力作用2.0 s后撤去,箱子最多還能運動多長距離?(g取10 m/s2).
解析
(1)在圖(a)情況下,對箱子有
由以上三式得F=120 N.
(2)在圖(b)情況下,物體先以加速度a1做勻速運動,然后以加速度a2做勻減速運動直到停止.對物體有
,
,
解之得s2=2.88 m.
12.(合肥35中2009屆高三物理第一次質量抽測)用計算機輔助實驗系統做驗證牛頓第三定律的實驗,點擊實驗菜單中“力的相互作用”。如圖(a)所示,把兩個力探頭的掛鉤鉤在一起,向相反方向拉動,觀察顯示器屏幕上出現的結果[圖(b)]。觀察分析兩個力傳感器的相互作用力隨時間變化的曲線,可以得到以下實驗結論:(CD)
A.作用力與反作用力時刻相等 B.作用力與反作用力作用在同一物體上
C.作用力與反作用力大小相等 D.作用力與反作用力方向相反
11.(2009屆江蘇海安縣月考)如圖(a)所示,用一水平外力F拉著一個靜止在傾角為θ的光滑斜面上的物體,逐漸增大F,物體做變加速運動,其加速度a隨外力F變化的圖像如圖(b)所示,若重力加速度g取10m/s2.根據圖(b)中所提供的信息可以計算出 (AB )
A.物體的質量
B.斜面的傾角
C.加速度為6m/s2時物體的速度
D.加速度由2m/s2增加到6m/s2過程物體通過的位移
10.(2009屆安徽省皖南八校高三第一次聯考)如圖所示,甲、乙兩物體分別固定在一根彈簧的兩端,并放在光滑水平的桌面上,兩物體的質量分別為m1和m2 ,彈簧的質量不能忽略.甲受到方向水平向左的拉力Fl 作用,乙受到水平向右的拉力F2作用.下列說法正確的是(A)
A.只要Fl<F2, 甲對彈簧的拉力就一定小于乙對彈簧的拉力
B.只要ml<m2,甲對彈簧的拉力就一定小于乙對彈簧的拉力
C.必須Fl<F2且ml<m2 ,甲對彈簧的拉力才一定小于乙對彈簧的拉力
D.不論Fl、F2及ml<m2的大小關系如何,甲對彈簧的拉力都等子乙對彈簧的拉力
9. (合肥35中2009屆高三物理第一次質量抽測試卷)如圖,物體B經一輕質彈簧與下方地面上的物體A相連, A、B都處于靜止狀態。用力把B往下壓到某一位置,釋放后,它恰好能使A離開地面但不繼續上升。如果僅改變A或B的質量,再用力把B往下壓到同一位置后釋放,要使A能離開地面,下列做法可行的是 ( BD )
A.僅增加B的質量 B.僅減小B的質量
C.僅增加A的質量 D.僅減小A的質量
8.(江蘇黃橋中學2009屆高三上學期月考)如圖所示,質量kg和
kg的兩物體,疊放在動摩擦因數為0.40的粗糙水平地面上,一處于水平位置的輕彈簧,勁度系數為200N/m,一端固定于墻壁,另一端與質量為m1的物體相連,彈簧處于自然狀態,現用一水平推力F作用于質量為m2的物體上,使它緩慢地向墻壁一側移動,取g=10m/s2,當移動0.50m時,兩物體間開始相對滑動,這時水平推力F的大小為(C )
A.80N B.280N C.380N D.100N
7.(2009屆廣東湛江市高三下學期)如圖7所示為雜技“頂桿”表演,一人站在地上,肩上扛一質量為M的豎直竹竿,當竿上一質量為m的人以加速度a加速下滑時,桿對地面上的人的壓力大小為(A )
A.(M+ m) g -ma B.(M+ m) g +ma
C.(M+ m) g D.(M-m) g
6.(2008年9月佛山禪城實驗高中高級中學高三第一次月考)一有固定斜面的小車在水平面上做直線運動,小球通過細繩與車頂相連。小球某時刻正處于圖示狀態。設斜面對小球的支持力為N,細繩對小球的拉力為T,關于此時刻小球的受力情況,下列說法正確的是 (AB)
A.若小車向左運動,N可能為零 B.若小車向左運動,T可能為零
C.若小車向右運動,N不可能為零 D.若小車向右運動,T不可能為零
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