第2练 匀变速直线运动 牛顿运动定律
A级保分练
1.(2020·山东济南市一模)如图1所示为运动员跳高时的精彩瞬间,下列说法正确的是( )
图1
A.运动员在最高点处于平衡状态
B.运动员在下降过程中处于超重状态
C.运动员起跳以后在上升过程中处于失重状态
D.运动员起跳时地面对他的支持力等于他所受的重力
答案 C
解析 运动员在最高点合力不为零,不是处于平衡状态,选项A错误;运动员在下降过程中加速度向下,处于失重状态,选项B错误;运动员起跳以后在上升过程中加速度向下,处于失重状态,选项C正确;运动员起跳时加速上升,则地面对他的支持力大于他所受的重力,选项D错误.
2.(2020·全国第五次大联考)高速公路的ETC电子收费系统如图2所示,ETC通道的长度是从识别区起点到自动栏杆的水平距离.某人驾驶汽车以5
m/s的速度匀速进入ETC通道,ETC天线用了0.4
s的时间识别车载电子标签,识别完成后发出“滴”的一声,司机发现自动栏杆没有抬起,于是立即刹车,汽车刚好紧贴栏杆停下.已知司机的反应时间为0.3
s,刹车时汽车的加速度大小为3
m/s2,则该ETC通道的长度约为( )
图2
A.3.5
m
B.4.2
m
C.6.5
m
D.7.7
m
答案 D
解析 汽车在前0.4
s+0.3
s=0.7
s内做匀速直线运动,通过的位移x1=v0(t1+t2)=3.5
m,随后汽车做匀减速直线运动,通过的位移x2==
m≈4.2
m,所以该ETC通道的长度约为L=x1+x2=7.7
m,D项正确.
3.如图3所示,质量分别为2m和3m的两个小球静置于光滑水平面上,且固定在劲度系数为k的轻质弹簧的两端.今在质量为2m的小球上沿弹簧轴线方向施加大小为F的水平拉力,使两球一起做匀加速直线运动,则稳定后弹簧的伸长量为( )
图3
A.
B.
C.
D.
答案 C
解析 对整体分析,整体的加速度a=,对质量为3m的小球分析,根据牛顿第二定律得,F弹=kx=3ma,得x=,故A、B、D错误,C正确.
4.(2020·山东日照市校际联考)如图4所示,压缩的竖直轻弹簧将金属块卡在矩形箱内,在箱的上顶板和下底板均安有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动.当箱静止时,上顶板的传感器显示的压力F1=2
N,下底板的传感器显示的压力F2=6
N,重力加速度g=10
m/s2.下列判断正确的是( )
图4
A.若加速度方向向上,随着加速度缓慢增大,F1逐渐减小,F2逐渐增大
B.若加速度方向向下,随着加速度缓慢增大,F1逐渐增大,F2逐渐减小
C.若加速度方向向上,且大小为15
m/s2时,F1的示数为零
D.若加速度方向向下,且大小为5
m/s2时,F2的示数为零
答案 C
解析 矩形箱静止时,F1+mg=F2,得mg=4
N,金属块刚要离开上顶板时F2-mg=ma0,得a0=5
m/s2,故a向上且a<5
m/s2或a向下时金属块都不会离开上顶板,弹簧长度不会发生变化,F2仍为6
N,故只有C项正确.
5.(2020·江西吉安市期末)一辆汽车由静止开始做初速度为零的匀加速直线运动,速度增大到25
m/s后做匀速直线运动,已知汽车前5
s内的位移为75
m,则汽车匀加速运动的时间为( )
A.3
s
B.4
s
C.5
s
D.6
s
答案 B
解析 若前5
s内汽车一直做匀加速直线运动,则前5
s内匀加速直线运动的最大位移为x=
vmt=62.5
m,小于75
m,因此汽车在前5
s内一定是先匀加速后匀速,设匀加速的时间为t,则x′=·t+vm(5
s-t)=75
m,解得t=4
s,B项正确.
6.(2020·江苏七市第二次调研)如图5所示,车厢水平底板上放置质量为M的物块,物块上固定竖直轻杆,质量为m的球用细线系在杆上O点.当车厢在水平面上沿直线加速运动时,球和物块相对车厢静止,细线偏离竖直方向的角度为θ,此时车厢底板对物块的摩擦力为Ff、支持力为FN,已知重力加速度为g,则( )
图5
A.Ff=Mgsin
θ
B.Ff=Mgtan
θ
C.FN=(M+m)g
D.FN=Mg
答案 C
解析 以m为研究对象,受力如图所示
由牛顿第二定律得mgtan
θ=ma,
解得a=gtan
θ
以M、m整体为研究对象
在竖直方向上,由平衡条件有
FN=(M+m)g
在水平方向上,由牛顿第二定律有
Ff=(M+m)a=(M+m)gtan
θ,故C正确,A、B、D错误.
7.(多选)(2020·百校联考)将一个小球竖直向上抛出,碰到高处的天花板后反弹,并竖直向下运动回到抛出点,若反弹的速度大小是碰撞前速度大小的0.65倍,小球上升的时间为1
s,下落至抛出点的时间为1.2
s,重力加速度取10
m/s2,不计空气阻力及小球与天花板的碰撞时间,则下列说法正确的是( )
A.小球与天花板碰撞前的速度大小为10
m/s
B.小球与天花板碰撞前的速度大小为8
m/s
C.抛出点到天花板的高度为15
m
D.抛出点到天花板的高度为13
m
答案 AC
解析 由题意可知,vt1+gt12=0.65vt2+gt22,求得v=10
m/s,抛出点到天花板的高度为h=vt1+gt12=15
m,选项A、C正确.
8.(多选)(2020·云南昆明市五华区联考)物体以速度v匀速通过直线上的A、B两点,历时为t.若物体从A点开始,先由静止开始做加速度为a1的匀加速直线运动,达到速度vm后立即做加速度为a2的匀减速直线运动,直至B点停下,历时仍为t,则( )
A.vm只能为2v,无论a1、a2为何值
B.vm数值不唯一且与a1、a2的大小有关
C.a1的大小是唯一的
D.a1、a2必须满足=
答案 AD
解析 由t1+t2=·t=x=vt知,vm=2v,与加速度大小无关,故A项正确,B项错误;vm=a1t1=a2t2,t1+t2=t,vm=2v,得+=t,则有=,故D项正确,C项错误.
9.(2020·百校联考)如图6所示,A、B、C、D四个小球质量分别为m、4m、2m、3m,用细线连着(在A和C之间细线上还串接有一段轻弹簧),悬挂在光滑轻质定滑轮的两边并处于静止状态.弹簧的形变在弹性限度内,重力加速度大小为g,则下列说法正确的是( )
图6
A.剪断C、D间细线的一瞬间,小球C的加速度大小为3g
B.剪断C、D间细线的一瞬间,小球A和B的加速度大小均为g
C.剪断A、B间细线的一瞬间,小球C的加速度大小为零
D.剪断C球上方细线的一瞬间,小球A和B的加速度大小均为零
答案 C
解析 开始时,弹簧的弹力为5mg,剪断C、D间细线的一瞬间,弹簧的弹力不变,则小球C的加速度大小为a==1.5g,A、B的加速度为零,选项A、B错误;同理可知,剪断A、B间细线的一瞬间,小球C的加速度大小为零,选项C正确;剪断C球上方细线的一瞬间,弹簧的弹力迅速减为零,因此小球A和B的加速度大小为g,选项D错误.
B级争分练
10.(2020·河南郑州市中原联盟3月联考)如图7所示,一倾角θ=37°的足够长的斜面固定在水平地面上.当t=0时,滑块以初速度v0=10
m/s沿斜面向上运动.已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10
m/s2,sin
37°=0.6,cos
37°=0.8,下列说法正确的是( )
图7
A.滑块一直做匀变速直线运动
B.t=1
s时,滑块速度减为零,然后静止在斜面上
C.t=2
s时,滑块恰好又回到出发点
D.t=3
s时,滑块的速度大小为4
m/s
答案 D
解析 当滑块沿斜面向上运动时,做匀减速直线运动,加速度大小为a1==10
m/s2,滑块沿斜面向上运动的时间为t1==1
s,由于mgsin
θ
>μmgcos
θ,所以当滑块沿斜面向上速度减为0时,不会静止在斜面上,会继续沿斜面向下做匀加速直线运动,加速度大小为a2==2
m/s2,所以滑块不是一直做匀变速直线运动,A、B选项错误;滑块上滑时的位移为x=a1t12=5
m,沿斜面向下运动回到出发点的时间为t2==
s,C选项错误;3
s时滑块的速度大小为v=a2t3=2×(3-1)m/s=4
m/s,D选项正确.
11.(多选)(2020·河南六市4月联考)如图8所示,a、b小球均能沿各自斜轨道匀速下滑到竖直圆的最低点,现分别让小球a、b以va、vb的速度沿各自轨道从最低点同时向上滑动,两小球速度同时减小到0,重力加速度为g,轨道与圆在同一竖直面内,sin
37°=0.6,cos
37°=0.8,则( )
图8
A.a、b小球与斜面间的动摩擦因数之比μa∶μb=9∶16
B.a、b小球沿斜面向上运动的加速度之比aa∶ab=4∶3
C.va∶vb=4∶3
D.两小球不可能同时达到圆周上
答案 BC
解析 a、b小球均能沿各自斜轨道匀速下滑,则对a:mgcos
37°=μamgsin
37°;对b:mgcos
53°
=μbmgsin
53°,则μa∶μb=16∶9,选项A错误;a、b小球沿斜面向上运动时,对a:mgcos
37°
+μamgsin
37°=maa,对b:mgcos
53°+μbmgsin
53°=mab,则aa∶ab=4∶3,选项B正确;两球速度同时减为零,时间相等,则由v=at可得va∶vb=aa∶ab=4∶3,选项C正确;因为两小球加速度之比aa∶ab=4∶3,初速度之比va∶vb=4∶3,由v=v0-at可知,任意时刻的速度之比为4∶3,则两小球的平均速度之比为4∶3;而两球到达圆周上时位移之比也为4∶3,可知两小球能够同时到达圆周上,选项D错误.
12.(2020·百校联考)质量为1
kg的小型无人机下面悬挂着一个质量为0.5
kg的小物块,正以2
m/s的速度匀速下降,某时刻悬绳断裂小物块竖直下落,小物块经过2
s落地,已知无人机运动中受到的空气阻力大小始终为其自身重力的0.1倍,无人机的升力始终恒定,不计小物块受到的空气阻力,重力加速度为10
m/s2,求当小物块刚要落地时:
(1)无人机的速度;
(2)无人机离地面的高度.
答案 (1)4.8
m/s,方向竖直向上 (2)27.44
m
解析 (1)设无人机的升力为F,根据平衡条件可知,
F+0.1Mg=(M+m)g,解得F=14
N
悬绳断开后,无人机先向下做匀减速运动,设加速度大小为a1,则由牛顿第二定律有F+0.1Mg-Mg=Ma1,
解得a1=5
m/s2
无人机运动到速度为零时,需要的时间t1==0.4
s
然后无人机向上做匀加速运动,设加速度大小为a2,
根据牛顿第二定律有F-Mg-0.1Mg=Ma2,
解得a2=3
m/s2
再经过t2=t-t1=1.6
s
无人机的速度v1=a2t2=4.8
m/s,方向竖直向上
(2)小物块从无人机上刚脱落时,离地的高度
h=v0t+gt2=24
m
小物块脱落后,无人机下落的高度
h1==0.4
m
后又在1.6
s内上升的高度h2==3.84
m
因此当小物块落地时,无人机离地面的高度
H=h-h1+h2=27.44
m.
13.(2020·安徽十校联盟检测)如图9所示,质量为m=1
kg的物块放在倾角为θ=37°的斜面底端A点,在沿斜面向上、大小为20
N的恒力F1的作用下,从静止开始沿斜面向上运动,运动到B点时撤去拉力F1,当物块运动到C点时速度恰为零,物块向上加速的时间与减速的时间均为2
s.物块运动到C点后,再对物块施加一平行于斜面的拉力F2,使物块从C点运动到A点的时间与从A点运动到C点的时间相等.已知斜面足够长,重力加速度g=10
m/s2,sin
37°=0.6,cos
37°=0.8,求:
图9
(1)物块与斜面间的动摩擦因数;
(2)拉力F2的大小和方向.
答案 (1)0.5
(2)3
N 方向平行斜面向下
解析 (1)设物块向上做加速运动的加速度大小为a1,
根据牛顿第二定律有:F1-mgsin
θ-μmgcos
θ=ma1
撤去拉力F1后,物块做匀减速运动,设运动的加速度大小为a2
根据牛顿第二定律有:μmgcos
θ+mgsin
θ=ma2
由于物块向上加速的时间与减速的时间相等,
即:a1t=a2t
联立解得:μ=0.5
(2)物块向上运动时,a1=a2=10
m/s2,
物块从A到C运动的距离:
x=2×a1t2=40
m
从C点施加平行于斜面的拉力后,根据牛顿第二定律有:
F2+mgsin
θ-μmgcos
θ=ma3
由运动学公式:x=a3(2t)2
解得:a3=5
m/s2,F2=3
N
可知F2方向平行斜面向下.(共33张PPT)
匀变速直线运动 牛顿运动定律
第2练
1.(2020·山东济南市一模)如图1所示为运动员跳高时的精彩瞬间,下列说法正确的是
A.运动员在最高点处于平衡状态
B.运动员在下降过程中处于超重状态
C.运动员起跳以后在上升过程中处于失重状态
D.运动员起跳时地面对他的支持力等于他所受的重力
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A级保分练
图1
13
解析 运动员在最高点合力不为零,不是处于平
衡状态,选项A错误;
运动员在下降过程中加速度向下,处于失重状态,
选项B错误;
运动员起跳以后在上升过程中加速度向下,处于失重状态,选项C正确;
运动员起跳时加速上升,则地面对他的支持力大于他所受的重力,选项D错误.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2.(2020·全国第五次大联考)高速公路的ETC电子收费系统如图2所示,ETC通道的长度是从识别区起点到自动栏杆的水平距离.某人驾驶汽车以5
m/s的速度匀速进入ETC通道,ETC天线用了0.4
s的时间识别车载电子标签,识别完成后发出“滴”的一声,司机发现自动栏杆没有抬起,于是立即刹车,汽车刚好紧贴栏杆停下.已知司机的反应时间为0.3
s,刹车时汽车的加速度大小为3
m/s2,则该
ETC通道的长度约为
A.3.5
m
B.4.2
m
C.6.5
m
D.7.7
m
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
图2
13
解析 汽车在前0.4
s+0.3
s=0.7
s内做匀速直线运动,通过的位移x1=v0(t1+t2)=3.5
m,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
所以该ETC通道的长度约为L=x1+x2=7.7
m,D项正确.
3.如图3所示,质量分别为2m和3m的两个小球静置于光滑水平面上,且固定在劲度系数为k的轻质弹簧的两端.今在质量为2m的小球上沿弹簧轴线方向施加大小为F的水平拉力,使两球一起做匀加速直线运动,则稳定后弹簧的伸长量为
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
图3
4.(2020·山东日照市校际联考)如图4所示,压缩的竖直轻弹簧将金属块卡在矩形箱内,在箱的上顶板和下底板均安有压力传感器,箱可以沿竖直轨道运动.当箱静止时,上顶板的传感器显示的压力F1=2
N,下底板的传感器显示的压力F2=6
N,重力加速度g=10
m/s2.下列判断正确的是
A.若加速度方向向上,随着加速度缓慢增大,F1逐渐减小,
F2逐渐增大
B.若加速度方向向下,随着加速度缓慢增大,F1逐渐增大,
F2逐渐减小
C.若加速度方向向上,且大小为15
m/s2时,F1的示数为零
D.若加速度方向向下,且大小为5
m/s2时,F2的示数为零
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
图4
13
解析 矩形箱静止时,F1+mg=F2,得mg=4
N,金属块刚要离开上顶板时F2-mg=ma0,
得a0=5
m/s2,故a向上且a<5
m/s2或a向下时金属块都不会离开上顶板,弹簧长度不会发生变化,F2仍为6
N,故只有C项正确.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
5.(2020·江西吉安市期末)一辆汽车由静止开始做初速度为零的匀加速直线运动,速度增大到25
m/s后做匀速直线运动,已知汽车前5
s内的位移为75
m,则汽车匀加速运动的时间为
A.3
s
B.4
s
C.5
s
D.6
s
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 若前5
s内汽车一直做匀加速直线运动,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
因此汽车在前5
s内一定是先匀加速后匀速,设匀加速的时间为t,
6.(2020·江苏七市第二次调研)如图5所示,车厢水平底板上放置质量为M的物块,物块上固定竖直轻杆,质量为m的球用细线系在杆上O点.当车厢在水平面上沿直线加速运动时,球和物块相对车厢静止,细线偏离竖直方向的角度为θ,此时车厢底板对物块的摩擦力为Ff、支持力为FN,已知重力加速度为g,则
A.Ff=Mgsin
θ
B.Ff=Mgtan
θ
C.FN=(M+m)g
D.FN=Mg
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
图5
13
解析 以m为研究对象,受力如图所示
由牛顿第二定律得mgtan
θ=ma,
解得a=gtan
θ
以M、m整体为研究对象
在竖直方向上,由平衡条件有
FN=(M+m)g
在水平方向上,由牛顿第二定律有
Ff=(M+m)a=(M+m)gtan
θ,故C正确,A、B、D错误.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
7.(多选)(2020·百校联考)将一个小球竖直向上抛出,碰到高处的天花板后反弹,并竖直向下运动回到抛出点,若反弹的速度大小是碰撞前速度大小的0.65倍,小球上升的时间为1
s,下落至抛出点的时间为1.2
s,重力加速度取10
m/s2,不计空气阻力及小球与天花板的碰撞时间,则下列说法正确的是
A.小球与天花板碰撞前的速度大小为10
m/s
B.小球与天花板碰撞前的速度大小为8
m/s
C.抛出点到天花板的高度为15
m
D.抛出点到天花板的高度为13
m
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
8.(多选)(2020·云南昆明市五华区联考)物体以速度v匀速通过直线上的A、B两点,历时为t.若物体从A点开始,先由静止开始做加速度为a1的匀加速直线运动,达到速度vm后立即做加速度为a2的匀减速直线运动,直至B点停下,历时仍为t,则
A.vm只能为2v,无论a1、a2为何值
B.vm数值不唯一且与a1、a2的大小有关
C.a1的大小是唯一的
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
√
13
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
9.(2020·百校联考)如图6所示,A、B、C、D四个小球质量分别为m、4m、2m、3m,用细线连着(在A和C之间细线上还串接有一段轻弹簧),悬挂在光滑轻质定滑轮的两边并处于静止状态.弹簧的形变在弹性限度内,重力加速度大小为g,则下列说法正确的是
A.剪断C、D间细线的一瞬间,小球C的加速度大小为3g
B.剪断C、D间细线的一瞬间,小球A和B的加速度大小均为
g
C.剪断A、B间细线的一瞬间,小球C的加速度大小为零
D.剪断C球上方细线的一瞬间,小球A和B的加速度大小均为零
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
图6
13
解析 开始时,弹簧的弹力为5mg,剪断C、D间细线的一
瞬间,弹簧的弹力不变,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
同理可知,剪断A、B间细线的一瞬间,小球C的加速度大小为零,选项C正确;
剪断C球上方细线的一瞬间,弹簧的弹力迅速减为零,因此小球A和B的加速度大小为g,选项D错误.
10.(2020·河南郑州市中原联盟3月联考)如图7所示,一倾角θ=37°的足够长的斜面固定在水平地面上.当t=0时,滑块以初速度v0=10
m/s沿斜面向上运动.已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10
m/s2,
sin
37°=0.6,cos
37°=0.8,下列说法正确的是
A.滑块一直做匀变速直线运动
B.t=1
s时,滑块速度减为零,然后静止在斜面上
C.t=2
s时,滑块恰好又回到出发点
D.t=3
s时,滑块的速度大小为4
m/s
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
图7
B级争分练
13
解析 当滑块沿斜面向上运动时,做匀减速直线运动,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
所以当滑块沿斜面向上速度减为0时,不会静止在斜面上,会继续沿斜面向下做匀加速直线运动,
所以滑块不是一直做匀变速直线运动,A、B选项错误;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3
s时滑块的速度大小为v=a2t3=2×(3-1)m/s=4
m/s,D选项正确.
11.(多选)(2020·河南六市4月联考)如图8所示,a、b小球均能沿各自斜轨道匀速下滑到竖直圆的最低点,现分别让小球a、b以va、vb的速度沿各自轨道从最低点同时向上滑动,两小球速度同时减小到0,重力加速度为g,轨道与圆在同一竖直面内,sin
37°=0.6,cos
37°=0.8,则
A.a、b小球与斜面间的动摩擦因数之比μa∶μb=9∶16
B.a、b小球沿斜面向上运动的加速度之比aa∶ab=4∶3
C.va∶vb=4∶3
D.两小球不可能同时达到圆周上
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
图8
√
13
解析 a、b小球均能沿各自斜轨道匀速下滑,
则对a:mgcos
37°=μamgsin
37°;对b:mgcos
53°
=μbmgsin
53°,则μa∶μb=16∶9,选项A错误;
a、b小球沿斜面向上运动时,对a:mgcos
37°+μamgsin
37°=maa,
对b:mgcos
53°+μbmgsin
53°=mab,则aa∶ab=4∶3,选项B正确;
两球速度同时减为零,时间相等,则由v=at可得va∶vb=aa∶ab=4∶3,选项C正确;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
因为两小球加速度之比aa∶ab=4∶3,
初速度之比va∶vb=4∶3,由v=v0-at可知,
任意时刻的速度之比为4∶3,则两小球的平均速度之比为4∶3;
而两球到达圆周上时位移之比也为4∶3,可知两小球能够同时到达圆周上,选项D错误.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
12.(2020·百校联考)质量为1
kg的小型无人机下面悬挂着一个质量为0.5
kg的小物块,正以2
m/s的速度匀速下降,某时刻悬绳断裂小物块竖直下落,小物块经过2
s落地,已知无人机运动中受到的空气阻力大小始终为其自身重力的0.1倍,无人机的升力始终恒定,不计小物块受到的空气阻力,重力加速度为10
m/s2,求当小物块刚要落地时:
(1)无人机的速度;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案 4.8
m/s,方向竖直向上
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
解析 设无人机的升力为F,根据平衡条件可知,
F+0.1Mg=(M+m)g,解得F=14
N
悬绳断开后,无人机先向下做匀减速运动,设加速度大小为a1,则由牛顿第二定律有F+0.1Mg-Mg=Ma1,
解得a1=5
m/s2
然后无人机向上做匀加速运动,设加速度大小为a2,
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
根据牛顿第二定律有F-Mg-0.1Mg=Ma2,
解得a2=3
m/s2
再经过t2=t-t1=1.6
s
无人机的速度v1=a2t2=4.8
m/s,方向竖直向上
(2)无人机离地面的高度.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案 27.44
m
解析 小物块从无人机上刚脱落时,离地的高度
小物块脱落后,无人机下落的高度
因此当小物块落地时,无人机离地面的高度
H=h-h1+h2=27.44
m.
13.(2020·安徽十校联盟检测)如图9所示,质量为m=1
kg的物块放在倾角为θ=37°的斜面底端A点,在沿斜面向上、大小为20
N的恒力F1的作用下,从静止开始沿斜面向上运动,运动到B点时撤去拉力F1,当物块运动到C点时速度恰为零,物块向上加速的时间与减速的时间均为2
s.物块运动到C点后,再对物块施加一平行于斜面的拉力F2,使物块从C点运动到A点的时间与从A点运动到C点的时
间相等.已知斜面足够长,重力加速度g=10
m/s2,
sin
37°=0.6,cos
37°=0.8,求:
(1)物块与斜面间的动摩擦因数;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
图9
答案 0.5
解析 设物块向上做加速运动的加速度大小为a1,
根据牛顿第二定律有:F1-mgsin
θ-μmgcos
θ=ma1
撤去拉力F1后,物块做匀减速运动,设运动的加速度大小为a2
根据牛顿第二定律有:μmgcos
θ+mgsin
θ=ma2
由于物块向上加速的时间与减速的时间相等,
即:a1t=a2t
联立解得:μ=0.5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
(2)拉力F2的大小和方向.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
答案 3
N 方向平行斜面向下
解析 物块向上运动时,a1=a2=10
m/s2,
物块从A到C运动的距离:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
从C点施加平行于斜面的拉力后,根据牛顿第二定律有:
F2+mgsin
θ-μmgcos
θ=ma3
解得:a3=5
m/s2,F2=3
N
可知F2方向平行斜面向下.
本课结束
更多精彩内容请登录:www.
xinjiaoyu.com