题目内容

（9分）吴菊萍徒手勇救小妞妞，被誉为“最美妈妈”．设妞妞的质量m＝10 kg，从离地h1＝28.5 m高的阳台掉下，下落过程中空气阻力约为本身重力的0.4倍；在妞妞开始掉下时，吴菊萍立刻从静止开始匀加速奔跑水平距离s＝9 m到达楼下，张开双臂在距地面高度为h2＝1.5 m处接住妞妞，缓冲到地面时速度恰好为零，缓冲过程中的空气阻力不计．g＝10 m/s2.求：

(1)妞妞在被接到前下落的时间？
(2)吴菊萍跑到楼下时的速度？
(3)妞妞对吴菊萍的冲击力大小？

（1）3 s.（2）6 m/s（3）1180N，方向竖直向下

解析试题分析：(1)对妞妞应用牛顿第二定律，有
mg－0.4mg＝ma1 解得a1＝6 m/s2
妞妞下落过程由匀变速运动规律有
h1－h2＝a1t2解得t＝3 s.
(2)吴菊萍做匀加速运动，由匀变速运动规律有
s＝a2t2   解得a2＝2 m/s2
v2＝ a2t＝6 m/s.
⑶对妞妞受力分析，F-mg=ma3 而a3=v2/2h2=108m/s2  得F= 1180N
椐牛顿第三定律，妞妞对吴菊萍的冲击力大小1180N，方向竖直向下
考点：本题考查了匀变速直线运动的规律和牛顿第二定律

练习册系列答案
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如图所示，倾角=37°的斜面固定在水平面上。质量=1.0kg的小物块受到沿斜面向上的F=9．0N的拉力作用，小物块由静止沿斜面向上运动。小物块与斜面间的动摩擦因数，在小物块沿斜面向上运动2 m时，将拉力F撤去，（斜面足够长，取g=l0m／s2。sin37°=0．60，cos37°=0．80）

（1）求在拉力的作用过程中，小物块加速度的大小；
（2）撤销拉力F后小物块沿斜面向上运动的距离；
（3）小物块沿斜面向上运动过程中摩擦力的冲量。

（12分）如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面的下端与水平地面平滑连接（可认为物体在连接处速率不变）。一个质量为m的小物体（可视为质点），从距地面h=3.2m高处由静止沿斜面下滑。物体与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.4，重力加速度g=10m/s2，求：

（1）物体沿斜面下滑的加速度a的大小；
（2）物体下滑到达斜面底端A时速度vA的大小；
（3）物体在水平地面上滑行的时间t。

如图所示，质量M =4kg的木板长L =4m，静止在光滑的水平地面上，其水平上表面左端静置一个质量m =2kg的小滑块（可视为质点），小滑块与板间的动摩擦因数μ=0.2。从某时刻开始，用水平力F =10N一直向右拉滑块，使滑块从木板上掉下来。g取10m/s2。

（1）该过程木板的位移；
（2）滑块离开木板时的速度；
（3）若在F =10N的情况下，能使小滑块恰好能从木板上掉下来，求此力作用的最短时
间.

为减少烟尘排放对空气的污染，某同学设计了一个如图所示的静电除尘器，该除尘器的上下底面是边长为L＝0.20m的正方形金属板，前后面是绝缘的透明有机玻璃，左右面是高h＝0.10m的通道口。使用时底面水平放置，两金属板连接到U＝2000V的高压电源两极（下板接负极），于是在两金属板间产生一个匀强电场（忽略边缘效应）。均匀分布的带电烟尘颗粒以v=10m/s的水平速度从左向右通过除尘器，已知每个颗粒带电荷量   q＝+2.0×10－17C，质量m＝1.0×10－15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。在闭合开关后：

（1）求烟尘颗粒在通道内运动时加速度的大小和方向；
（2）求除尘过程中烟尘颗粒在竖直方向所能偏转的最大距离；
（3）除尘效率是衡量除尘器性能的一个重要参数。除尘效率是指一段时间内被吸附的烟尘颗粒数量与进入除尘器烟尘颗粒总量的比值。试求在上述情况下该除尘器的除尘效率；若用该除尘器对上述比荷的颗粒进行除尘，试通过分析给出在保持除尘器通道大小不变的前提下，提高其除尘效率的方法。

（16分）一滑块经水平轨道AB，进入竖直平面内的四分之一圆弧轨道BC。已知滑块的质量m=0.6kg，在A点的速度vA=8m/s，AB长x=5m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15，圆弧轨道的半径R=2m，滑块离开C点后竖直上升h=0.2m，取g=10m/s2。
（不计空气阻力）求：

（1）滑块经过B点时速度的大小；
（2）滑块冲到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力；
（3）滑块在圆弧轨道BC段克服摩擦力所做的功。

（14分）2012年11月，我国舰载机在航母上首降成功。设某一载舰机质量为m=2.5×104kg，速度为v0=42m/s，飞机将在甲板上以a0=0.8m/s2的加速度做匀减速运动，着舰过程中航母静止不动。（sin530=0.8,cos530=0.6）

（1）飞机着舰后，若仅受空气阻力和甲板阻力作用，航母甲板至少多长才能保证飞机不滑到海里；
（2）为了让飞机在有限长度的跑道上停下来，甲板上设置了阻拦索让飞机减速，同时考虑到飞机尾钩挂索失败需要复飞的情况，飞机着舰时并不关闭发动机。图示为飞机勾住阻拦索后某一时刻的情景，此时发动机的牵引力大小F=1.2×105N，减速的加速度a1=20m/s2，此时阻拦索夹角=1060，空气阻力和甲板阻力保持不变，求此时阻拦索承受的张力大小。

（10分）特战队员从悬停在空中离地55m高的直升机上沿绳下滑进行降落训练，某特战队员和他携带的武器质量共为80kg，设特战队员用特制的手套轻握绳子时可获得200N的摩擦阻力，紧握绳子时可获得1000N的摩擦阻力，下滑过程中特战队员至少轻握绳子才能确保安全，（）。试求：

（1）特战队员轻握绳子降落时的加速度的大小；
（2）若要求特战队员着地时的速度不大于5m/s，则特战队员在空中下滑的最少时间为多少？

（8分）物体以12 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为37°的斜坡，已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25，g取10 m/s2，(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。求：
(1) 物体沿斜面上滑的最大位移；
(2) 物体再滑到斜面底端时的速度大小；
(3) 物体在斜面上运动的时间．

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