31.(奉贤)(12分)如图所示,在动摩擦因素μ=0.2的水平面AB上,水平恒力F推动质量为m=1kg的物体从A点由静止开始作匀加速直线运动,物体到达B点时撤去F,接着又冲上光滑斜面(设经过B点前后速度大小不变),最高能到达C点。用传感器测量物体的瞬时速度,并在表格中记录了部分测量数据。求:
|
t/s |
0.0 |
0.2 |
0.4 |
… |
2.2 |
2.4 |
2.6 |
… |
|
v/m•s-1 |
0.0 |
0.4 |
0.8 |
… |
3.0 |
2.0 |
1.0 |
… |
(1)恒力F 的大小;
(2)斜面的倾角
;
(3)若在A处撤去推力F,给物体一个水平向左的初速度
,恰能使物体运动到C点,求此初速度
的大小。
(1)物体从 A 到 B 过程中:
(1分
)
∴ F=ma1+mmg=4N (2分)
(2)物体从 B 到 C 过程中:
(1分)
∴
(2分)
(3)当物体在推力F的作用下在AB间运动时,设AB间的距离为S,通过AB时间的t,
通过B点时的速度为vB,根据表中提供的数据,在0-2.6s时间段内:
当物体在水平面上运动时
当物体在斜面上运动时
(1分)
解得
(1分)
又
(1分)
给物体一个初速度
时物体恰能运动到C点,由于斜面光滑,则物体通过B点的速
度仍为
,根据动能定理:
(2分)
解得
(1分)
(闸北)31.(12分)如图所示,一根“┻”形状的轻支架上固定两个小球A、B,支架可以绕转轴O在竖直平面内无摩擦自由转动,已知mA=2kg,mB=1kg,AC=BC=OC=1m。(g取10m/s2)。
(1)在A球上施加一个力F,使装置静止,B与转轴O在同一水平线上。则F最小为多少?
(2)撤去F,当A球摆动到最低点时,B球速度多大?
解:(1)力F最小,则F应与OA连线垂直 (1分)
(2分)
(1分)
(1分)
(2)
(2分)
:
=
:2
(1分)
(1分)
![]()
(1分)
(1分)
(1分)
(闸北)32.(14分)如图所示,倾角为37°的粗糙斜面的底端有一质量
kg的凹形小滑块,小滑块与斜面间的动摩擦因数
。现小滑块以某一初速度
从斜面底端上滑,同时在斜面底端正上方有一小球以
水平抛出,经过0.4s,小球恰好垂直斜面方向落入凹槽,此时,小滑块还在上滑过程中。(已知
,
),g取10m/s2,求:
(1)小球水平抛出的速度
。
(2)小滑块的初速度
。
(3)0.4s内小滑块损失的机械能
。
解:(1)设小球落入凹槽时竖直速度为![]()
(2分)
(2分)
(2)小球落入凹槽时的水平位移
(2分)
则滑块的位移为
(1分)
(2分)
根据公式
(1分)
得:
(1分)
(3)
(2分)
(1分)
![]()
![]()
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0.45,2
(闸北)23.将一质量为0.2kg的小球在空中静止释放,其离地高度与时间的关系
,式中
以m为单位,
以s为单位。则小球0.4
末离地高度为 m,克服空气阻力所做的功为
J。(g取10m/s2)