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    (14分）如图所示，高为0.3m的水平通道内，有一个与之等高的质量为M＝1.2kg表面光滑的立方体，长为L＝0.2m的轻杆下端用铰链连接于O点，O点固定在水平地面上竖直挡板的底部（挡板的宽度可忽略），轻杆的上端连着质量为m＝0.3kg的小球，小球靠在立方体左侧。取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

    （1）为了使轻杆与水平地面夹角＝37°时立方体平衡且不动，作用在立方体上的水平推力F1应为多大？

    （2）若立方体在F2＝4.5N的水平推力作用下从上述位置由静止开始向左运动，则刚要与挡板相碰时其速度多大？

    （3）立方体碰到挡板后即停止运动，而轻杆带着小球向左倒下碰地后反弹恰好能回到竖直位置，若小球与地面接触的时间为t＝0.05s，则小球对地面的平均冲击力为多大？

    （4）当杆回到竖直位置时撤去F2，杆将靠在立方体左侧渐渐向右倒下，最终立方体在通道内的运动速度多大？

     

    【答案】

    （1）（2）0.8m/s（3）27.9N（4）。

    【解析】

    试题分析：（1）（3分）对小球有：

    由上式得：

    由牛顿第三定律及平衡条件，对立方体有： 

    （2）（3分）

    对小球及立方体有：

    ＝m/s =0.8m/s

    （3）（4分）设小球碰地的速度为v2 ,有       

    m/s =2.15m/s

    设小球碰地后反弹的速度为v3，则有　 

    2m/s

    对小球的碰地过程，根据牛顿第二定律有

    N=mg+

    由牛顿第三定律，小球对地面的平均冲击力大小为27.9N

    （4）（4分）设杆靠在立方体向右倒下与地面的夹角为θ时小球与立方体分离，此时小球与立方体的速度分别为v和V，可有

    代入数据整理后可得

     

    联立上述方程可解得    。

    考点：考查动能定理和牛顿第二定律的应用

    点评：本题难度较大，本题为力学综合题目，明确考查的知识点是关键，对于平均冲力有两种求法，根据动能定理或动量定理，如果题目中给出时间一般情况下应用动量定理，本题就是这样

     

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    （1）撤去F时小物块的速度大小；

    （2）在半圆形轨道上小物块克服摩擦力做的功。

     

     

     

     

     

     

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    （1）刚开始时小滑块和长板的加速度大小各为多少.

    （2）小滑块最后停在距木板左端多远的位置.

    （3）整个运动过程中产生的热量.

     

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    （1）若传送带静止，旅行包滑到B端时，人若没有及时取下，旅行包将从B端滑落。则包的落地点距B端的水平距离为多少?

    （2）设皮带轮顺时针匀速转动，并设水平传送带长度仍为8 m，旅行包滑上传送带的初速度恒为10 m/s。当皮带轮的角速度ω值在什么范围内，旅行包落地点距B端的水平距离始终为（1）中所求的水平距离?若皮带轮的角速度ω1=40 rad/s，旅行包落地点距B端的水平距离又是多少?

    （3）设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动，在图所示的坐标系中画出旅行包落地点距B端的水平距离s随皮带轮的角速度ω变化的图象．

     

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    （1）撤去F时小物块的速度大小；

    （2）在半圆形轨道上小物块克服摩擦力做的功。

     

     

     

     

     

     

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