题目内容

（18分）如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径的光滑圆弧轨道，BC段为一长度的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点．一可视为质点的物块，其质量，与BC间的动摩擦因数.工件质量，与地面间的动摩擦因数.（取）

（1）若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差.
（2）若将一水平恒力作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动．
①求的大小．
②若P、C两点间的高度差为（1）问所得结果，则当速度时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离．
（1）  （2）① ②

试题分析: （1）物块从P点下滑经B点至C点的整个过程，根据动能定理得 ①
代入数据得 ②
（2）①设物块的加速度大小为，P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为，
由几何关系可得： ③
对物块根据牛顿第二定律有： ④
对工件和物块整体有： ⑤
联立②③④⑤式，代入数据得 ⑥
②设物块平抛运动的时间为，水平位移为，物块落点与B点间的距离为，
由运动学公式可得 ⑦
 ⑧
 ⑨
联立②③⑦⑧⑨式，代入数据得 ⑩.
练习册系列答案
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某汽车从静止开始匀加速启动，10s时速度达到了15m/s，之后匀速前进了20s，又立即以大小为3m/s2的加速度刹车，g取10m/s2。求：
（1）汽车加速时的加速度；
（2）该车在刹车开始后8s 内的位移；
（3）若该车的质量为2吨，前进时的阻力恒为重力的0.02倍，求加速时汽车发动机提供的牵引力。
汽车起动的快慢和能够达到的最大速度，是衡量汽车性能的指标体系中的两个重要指标。汽车起动的快慢用车的速度从0到100km/h的加速时间来表示，这个时间越短，汽车起动的加速度就越大。下表中列出了两种汽车的性能指标(为了简化计算，把100km/h取为30m/s)。
 
起动的快慢（单位：s）
(0～30m/s的加速时间)
最大速度（m/s）
甲车
12
40
乙车
6
50
现在，甲、乙两车在同一条平直公路上，车头向着同一个方向，乙车在前，甲车在后，两车相距200m，甲车先起动，经过一段时间乙车再起动。若两车从速度为0到最大速度的时间内都以最大加速度起动做匀加速直线运动(达最大速度后做匀速运动)，若在乙车开出8s时两车相遇，则：
(1)甲、乙两车的起动加速度分别是多少?  
(2)相遇时乙车发生的位移是多少? 
(3)甲车比乙车提前运动的时间为多少?
(13分)一辆汽车刹车后做匀减速直线运动，初速度为20m/s ，加速度大小为2m/s2。试求该汽车：⑴刹车后第4s末的速度? ⑵ 刹车后4s内的平均速度?⑶从刹车到停止汽车发生的位移?
（12分）两个完全相同的小球甲、乙，当甲由某高度由静止释放的同时，小球乙由地面以20m/s的速度竖直向上抛出，相遇时甲、乙两球通过的位移大小正好相等。不计空气的阻力，重力加速度取g=10m/s2求：
（1）甲、乙两小球从开始到相遇的时间；
（2）甲球释放点到地面的高度。
（3）通过计算说明甲乙谁先落地；
甲所示是一种速度传感器的工作原理图，在这个系统中B为一个能发射超声波的固定小盒子，工作时小盒子B向被测物体发出短暂的超声波脉冲，脉冲被运动的物体反射后又被B盒接收，从B盒发射超声波开始计时，经时间Δt0再次发射超声波脉冲，图乙是连续两次发射的超声波的位移—时间图象，则以下正确的是（ ）
A．超声波的速度为
B．超声波的速度为
C．物体的平均速度为
D．物体的平均速度为
(13分)如图甲所示，斜面体固定在粗糙的水平地面上，底端与水平面平滑连接，一个可视为质点的物块从斜面体的顶端自由释放，其速率随时间变化的图像如图乙所示，(已知斜面与物块、地面与物块的动摩擦因数相同，g取10m/s2)求：

⑴斜面的长度s；
⑵物块与水平面间的动摩擦因数μ；
⑶斜面的倾角θ的正弦值．
物体由静止开始做匀加速直线运动，第5s内通过的位移为9m，则（    ）
A．第5s的平均速度为9 m/s
B．物体的加速度是 2m/s2
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(15分)如图所示，相距L＝0.4m、电阻不计的两平行光滑金属导轨水平放置，一端与阻值R＝0.15Ω的电阻相连，导轨处于磁感应强度B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。质量m＝0.1kg、电阻r＝0.05Ω的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直。t＝0时起棒在水平外力F作用下以初速度v0＝2m/s、加速度a＝1m/s2沿导轨向右匀加速运动。求：

⑴t＝1s时回路中的电流；
⑵t＝1s时外力F大小；
⑶第1s内通过棒的电荷量。

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