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题目
题型:东至县模拟难度:来源:
如图所示,水平轨道上,轻弹簧左端固定,自然状态时右端位于P点.现用一质量m=0.1kg的小物块(视为质点)将弹簧压缩后释放,物块经过P点时的速度v0=18m/s,经过水平轨道右端Q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的圆轨道,最后滑上质量M=0.9kg的长木板(木板足够长,物块滑上去不会从木板上掉下来).已知PQ间的距离l=1m,竖直半圆轨道光滑且半径R=1m,物块与水平轨道间的动摩擦因数µ1=0.15,与木板间的动摩擦因数µ2=0.2,木板与水平地面间的动摩擦因数µ3=0.01,取g=10m/s2
(1)判断物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动;
(2)求木板滑行的最大距离x.魔方格
答案
(1)物块在PQ上运动的加速度
a1=-µ1g=-1.5m/s2 
进入圆周轨道时的速度为v
v2-v02=2a1
得v2=v02+2a1l=321 m2/s2
设物块刚离开Q点时,圆轨道对物块的压力为FN
根据牛顿定律,有FN+mg=m
v2
R

FN=m
v2
R
-mg=31.1N>0
故物块能沿圆周轨道运动
(2)物块滑上木板时的速度为v1
根据机械能守恒有
1
2
mv2+mg•2R=
1
2
mv12
得v1=19m/s
物块滑上木板时的加速度为a2
根据牛顿第二定律有
a2=-µ2g=-2m/s2
木板的加速度位a3
µ2mg-µ3(m+M)g=Ma3
a3=
μ2mg-μ3(M+m)g
M
=
1
9
m/s2
设物块滑上木板经过时间t二者共速,
v1+a2t=a3t  得t=9s
这时木板的位移s1=
1
2
a3t2=4.5m
它们的共同速度v2=a3t=1m/s
物块和木板一起减速的加速度a4=-µ3g=-0.1m/s2
它们减速运动的位移s2=
-v22
2a4
=5m
x=s1+s2=9.5m 
答:(1)物块能沿圆周轨道运动;
(2)木板滑行的最大距离x为9.5m.
核心考点
试题【如图所示,水平轨道上,轻弹簧左端固定,自然状态时右端位于P点.现用一质量m=0.1kg的小物块(视为质点)将弹簧压缩后释放,物块经过P点时的速度v0=18m/s】;主要考察你对匀变速直线运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
辨析题:静止在水平地面上的木箱,质量为50kg,若用F=400N的水平恒力推它,可以在5s内使它移动s=50m.若用大小仍为400N、而方向与水平方向夹角为37°斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动,使木箱能够到达50m远处,则拉力的作用时间最少是多少?(cos37°=0.8)
某同学是这样解的:当拉力水平时:由运动学公式,有s=
1
2
at2
即50=
1
2
×a1×52

由牛顿第二定律:F-μmg=ma1即400-μ×50×10=50×a1   ②
当拉力斜向上时:设加速度大小为a2
在水平方向由牛顿第二定律:Fcos37°-μmg=ma2   ③
a2=
Fcos37°-μmg
m
=
400×0.8-0.4×50×10
50
=2.4m/s2

再由运动学公式,s=
1
2
at2
    ④
解得拉力作用的最少时间:t=


2S
a2
=


2×50
2.4
≈6.45s

(1)这位同学解法是否有不大合理的地方?(回答“有”还是“没有”?)
(2)若有不合理的地方,请你指出这位同学错误步骤对应的序号,并说明理由.
(3)若有不合理的地方,请用你自己的方法算出正确结果.
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一质量为500kg的木箱放于质量为2000kg的平板车的后部,木箱到驾驶室的距离L=1.6m,已知木箱与平板车间的动摩擦因数u=0.484,平板车运动过程中所受的阻力是车和箱总重的0.2倍,平板车以Vo=22m/s的恒定速率行驶,突然驾驶员刹车,使车做匀减速运动,为让木箱不撞击驾驶室,g取10,试求:
(1)从刹车开始到平板车完全停止至少要经过多长时间?
(2)驾驶员刹车时的制动力不能超过多少?魔方格
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一汽车在平直公路上以速度V0匀速行驶.
(1)司机突然发现在前方x=90m的地方有路障,开始紧急刹车,已知刹车的加速度是a1=-5m/s2,汽车刚好在路障前面停下,求汽车原来的速度V0是多少?
(2)若汽车的刹车加速度是a2=-3m/s2,初速度不变,为使汽车不撞上路障,司机必须比加速度是a1=-5m/s2时提早多少米发现路障?
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在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动.如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始下滑,滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来,斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的,滑板与两滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,斜坡倾角θ=37°.
(1)若人和滑块的总质量为m=60kg,求人在斜坡上下滑时的加速度大小.
(2)若由于受到场地的限制,A点到C点的水平距离为s=50m,为确保人身安全,假如你是设计师,你认为在设计斜坡滑道时,对高度h应有怎样的要求?魔方格
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2009年3月29日,中国女子冰壶队首次夺得世界冠军,如图所示,一冰壶以速度v垂直进入三个矩形区域做匀减速运动,且刚要离开第三个矩形区域时速度恰好为零,则冰壶依次进入每个矩形区域时的速度之比和穿过每个矩形区域所用的时间之比分别是(  )
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A.v1:v2:v3=3:2:1B.v1:v2:v3=:1
C.t1:t2:t3=1::D.t1:t2:t3=(:):(-1):1