题目内容

质量为m＝1 kg的小环穿在斜杆上，环与杆之间的动摩擦因数μ＝，用拉力F＝20 N竖直向上拉小环使它沿杆加速上滑，如图所示，求小环的加速度为多大？(g取10 m/s2)

答案：
解析：

　　以小环为研究对象，小环受重力G，拉力F和滑动摩擦力的作用，这几个力方向较明确，但杆对环的弹力沿什么方向需要具体判断．

　　如图的坐标系，x轴正向沿加速度方向．将F、G分解，在y方向上，Fcos 30°＞Gcos 30°，在y方向上小环是平衡的．所以FN的方向应垂直斜杆向下．

　　轴方向上由牛顿第二定律得：

　　sin30°－(μFN＋mgsin30°)＝ma　　①

　　＋mgcos30°＝F·cos30°　　②

　　②得：(F－mg)sin30°－μ(F－mg)cos30°＝ma

　　1.25 m/s2


练习册系列答案
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如图甲所示，一质量为m＝1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点，从t＝0时刻开始，物块在按如图乙所示规律变化的水平力F的作用下向右运动，第3 s末物块运动到B点且速度刚好为0，第5 s末物块刚好回到A点，已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ＝0．2，g取10 m/s2，求：

（1）A、B间的距离；

（2）水平力F在5 s时间内对物块所做的功．

[物理――选修3-5]

（1） 放射性元素的原子核连续经过三次α衰变和两次β衰变．若最后变成另一种元素的原子核Y，则新核Y的正确写法是

A．         B．     C．         D．

（2） 现有一群处于n=4能级上的氢原子，已知氢原子的基态能量E1=－13.6 eV，氢原子处于基态时电子绕核运动的轨道半径为r，静电力常量为k，普朗克常量h=6.63×10－34 J·s.则电子在n=4的轨道上运动的动能是     J；这群氢原子发出的光子的最大频率是      Hz。

（3）如图所示，光滑水平面上有一辆质量为M＝1 kg的小车，小车的上表面有一个质量为m＝0.9 kg的滑块，在滑块与小车的挡板间用轻弹簧相连接，滑块与小车上表面间的动摩擦因数为μ＝0.2，整个系统一起以v1＝10 m/s的速度向右做匀速直线运动．此时弹簧长度恰好为原长．现在用质量为m0＝0.1 kg的子弹，以v0＝50 m/s的速度向左射入滑块且不穿出，所用时间极短．已知当弹簧压缩到最短时的弹性势能为Ep＝8.6 J．（g取10m/s2）求：

（ⅰ）子弹射入滑块的瞬间滑块的速度；

（ⅱ）从子弹射入到弹簧压缩最短，滑块在车上滑行的距离．

如图所示，半径R＝0.4 m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点，质量为m＝1 kg的小物体(可视为质点)在水平拉力F的作用下，从静止开始由C点运动到A点，物体从A点进入半圆轨道的同时撤去外力F，物体沿半圆轨道通过最高点B后做平抛运动，正好落在C点，已知xAC＝2 m，F＝15 N，g取10 m/s2，试求：

【小题1】物体在B点时的速度大小以及此时半圆轨道对物体的弹力大小；
【小题2】物体从C到A的过程中，摩擦力做的功．

[物理――选修3-5]（27分）
（1） (5分)放射性元素的原子核连续经过三次α衰变和两次β衰变．若最后变成另一种元素的原子核Y，则新核Y的正确写法是

A．B．C．D．
（2） (6分) 现有一群处于n=4能级上的氢原子，已知氢原子的基态能量E1=－13.6 eV，氢原子处于基态时电子绕核运动的轨道半径为r，静电力常量为k，普朗克常量h=6.63×10－34J·s.则电子在n=4的轨道上运动的动能是    J；这群氢原子发出的光子的最大频率是     Hz。
（3）(16分)如图所示，光滑水平面上有一辆质量为M＝1 kg的小车，小车的上表面有一个质量为m＝0.9 kg的滑块，在滑块与小车的挡板间用轻弹簧相连接，滑块与小车上表面间的动摩擦因数为μ＝0.2，整个系统一起以v1＝10 m/s的速度向右做匀速直线运动．此时弹簧长度恰好为原长．现在用质量为m0＝0.1 kg的子弹，以v0＝50 m/s的速度向左射入滑块且不穿出，所用时间极短．已知当弹簧压缩到最短时的弹性势能为Ep＝8.6 J．（g取10m/s2）求：
（ⅰ）子弹射入滑块的瞬间滑块的速度；
（ⅱ）从子弹射入到弹簧压缩最短，滑块在车上滑行的距离．

如图所示，半径R＝0.4 m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点，质量为m＝1 kg的小物体(可视为质点)在水平拉力F的作用下，从静止开始由C点运动到A点，物体从A点进入半圆轨道的同时撤去外力F，物体沿半圆轨道通过最高点B后做平抛运动，正好落在C点，已知xAC＝2 m，F＝15 N，g取10 m/s2，试求：

(1)物体在B点时的速度大小以及此时物体对轨道的弹力大小；

(2)物体从C到A的过程中，克服摩擦力做的功．

 

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