题目内容

（18分）物体A的质量M＝1kg，静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m＝0.5kg、长L＝1m。某时刻A以v0＝4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力。忽略物体A的大小，已知A与B之间的动摩擦因数µ＝0.2，取重力加速度g=10m/s2.试求:

（1）若F=5N，物体A在小车上运动时相对小车滑行的最大距离；
（2）如果要使A不至于从B上滑落，拉力F大小应满足的条件。

（1）最大距离0.5m   （2）1N≤F≤3N

解析试题分析：（1）物体A滑上木板B以后，作匀减速运动，有µmg =maA 得aA=µg="2" m/s2  2分
木板B作加速运动，有F+µmg=MaB，得：aB="14" m/s2        2分
两者速度相同时，有V0-aAt=aBt，得：t=0.25s       2分
A滑行距离：SA=V0t-aAt2/2   　　　1分
B滑行距离：SB=aBt2/2 　　　1分
最大距离：△s= SA- SB=0.5m      1分
(2)物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度v1，则：
        1分
又：         1分
可得：aB=6m/s2   1分     F+µm1g= m2aB　　则Ｆ=1N      1分
若F＜1N，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。   1分
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，才不会从B的左端滑落。即有：F=（m+m）a，  1分  µm1g =m1a　1分
所以：F＝3N   1分
若F大于3N，A就会相对B向左滑下。
综上：力F应满足的条件是： 1N≤F≤3N    1分
考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系

练习册系列答案
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（本题8分）我国某城市某交通路口绿灯即将结束时会持续闪烁3 s，而后才会变成黄灯，再在3秒黄灯提示后再转为红灯。2013年1月1日实施新的交通规定：黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行，车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为。（本题中的刹车过程均视为匀减速直线运动）
（1）若某车在黄灯开始闪烁时刹车，要使车在黄灯闪烁的时间内停下来且刹车距离不得大于18 m，该车刹车前的行驶速度不能超过多少?
（2）若某车正以v0＝15 m／s的速度驶向路口，此时车距停车线的距离为L＝48.75 m，当驾驶员看到绿灯开始闪烁时，经短暂考虑后开始刹车，该车在红灯刚亮时恰停在停车线以内。求该车驾驶员的允许的考虑时间。

（19分）某天，张叔叔在上班途中沿行步道向一公交车站走去，发现一辆公交车正从身旁的平直公路驶过，此时，张叔叔的速度是1m/s，公交车的速度是15m/s，他们距车站的距离为50m．假设公交车在行驶到距车站25m处开始刹车，刚好到车站停下，停车10s后公交车又启动向前开去．张叔叔的最大速度是6m/s，最大起跑加速度为2.5m/s2，为了安全乘上该公交车，他用力向前跑去．
(1)公交车刹车过程视为匀减速运动，则其加速度大小是多少？
(2)分析张叔叔能否在公交车停在车站时安全上车．

（13分）如图所示，质量不计、劲度系数为k=600N/m的弹簧一端固定在倾角为37°的光滑斜面底端，另一端拴住质量m1="4" kg的物块P，与P紧靠的是质量m2="8" kg的重物Q，系统处于静止。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2 s时间内，F为变力，0.2 s以后，F为恒力。sin37°=0.6，g取10 m/s2；求：

（1）系统静止时，弹簧的形变量
（2）物块Q匀加速运动时的加速度的大小
（3）力F的最大值与最小值

（8分）离地高h＝500m的空中自由落下一个小球，不计空气阻力，取g＝10m/s2。求：
（1）小球落到地面经过的时间t1；
（2）小球落地前最后1秒内的位移Δh。

（12分）如图，质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上，在小车左端加一水平力F="10" N，当小车向右运动的速度达到2. 5m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计，质量为m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.3，小车足够长。g取10m/s2，求：

（1）小物块放上后，小物块及小车的加速度各为多大？
（2）经多长时间两者达到相同的速度？
（3）物体从放在小车上开始经t＝1.5s通过的位移大小?

(10分) 物体做竖直上抛运动，取g=10m/s2，若在运动的前5s内通过的路程为65m，则其初速度大小可能为多少？

如图所示，水平平台的右端安装有轻质滑轮，质量为的物块A放在与滑轮相距的平台上，现有一轻绳跨过定滑轮，左端与物块连接，右端挂质量为的小球B，绳拉直时用手托住小球使其在距地面h高处静止，绳与滑轮间的摩擦不计，重力加速度为（取）。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力. 

(1)某探究小组欲用上述装置测量物块与平台间的动摩擦因数。放开小球，系统运动，该小组对小球匀加速下落过程拍得同一底片上多次曝光的照片如图所示，拍摄时每隔1s曝光一次，若小球直径为20cm，求物块A与平台间的动摩擦因数；
(2)设小球着地后立即停止运动，已知，要使物块A不撞到定滑轮，求小球下落的最大高度h？(假设小球距地面足够高)

（12分）一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出，利用DIS实验系统，在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图像如图所示。求：（g＝10m/s2）

（1）物块上滑和下滑的加速度大小a1、a2。
（2）物块向上滑行的最大距离s。
（3）斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ。

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