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(12分)如图,水平地面上的矩形箱子内有一倾角为的固定斜面,斜面上放一质量为m的光滑球。静止时,箱子顶部与球接触但无压力。箱子由静止开始向右做匀加速运动,然后改做加速度大小为a的匀减速运动直至静止,经过的总路程为s,运动过程中的最大速度为v。

(1)求箱子加速阶段的加速度大小a'。
(2)若a>g tan,求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力。

(1)(2)左壁作用力为0,顶部作用力

解析试题分析:(1)匀加速阶段,运动时间,平均速度
匀减速阶段,运动时间,平均速度
全程则有
整理可得
(2)光滑球不受车厢作用力时,只有自身重力和斜面支持力,水平方向加速度
加速度所需要的合力由斜面弹力在水平方向的分力提供,若加速度,则车厢左壁提供弹力满足合力需要,若加速度,则车厢左侧壁 弹力为0.
所以当时,左侧壁弹力为0.
对小球受力分析如下图

水平竖直方向正交分解可得
水平方向
整理可得,即顶部作用力为
考点:牛顿运动定律 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

在国庆60周年阅兵式中,某直升飞机在地面上空某高度A位置处于静止状态待命,要求该机10时56分40秒由静止状态沿水平方向做匀加速直线运动,经过AB段加速后,进入BC段的匀速受阅区,11时准时通过C位置,己知:AB=4km,BC=8km。

求:(1)直升飞机在BC段的速度大小;
(2)在AB段做匀加速直线运动时的加速度大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,两个带电滑块甲和乙系于一根绝缘细绳的两端,放在一个光滑的绝缘平面上,整体置于方向水平向右、大小为N/C的匀强电场中,甲的质量为kg,带电荷量为C,乙的质量为kg,带电荷量为C。开始时细绳处于拉直状态。由静止释放两滑块,t=3s时细绳断裂,不计滑块间的库仑力。试求:

(1)细绳断裂前,两滑块的加速度;
(2)由静止开始释放后的整个运动过程中,乙的电势能增量的最大值;
(3)当乙的电势能增量为零时,甲与乙组成的系统机械能的增量。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)在某市区内,一辆小汽车在平直公路上以速度vA向东匀速行驶,一位观光游客正由南向北从斑马线上横过马路,汽车司机发现前方有危险(游客正在D处向北走),经0.7s作出反应,从A点开始紧急刹车,但仍将正步行至B处的游客撞伤,该汽车最终在C处停下。为了清晰了解事故现场,现以下图示之:为了判断汽车司机是否超速行驶,并测出肇事汽车速度vA,警方派一车胎磨损情况与肇事车相当的车以法定最高速度vm=" 14" m/s行驶在同一马路的同一地段,在肇事汽车的出事点B急刹车,恰好也在C点停下来。在事故现场测得AB="17.5" m、BC=14.0 m、BD="2.6" m,问:

(1)该肇事汽车的初速度vA是多大?   (2)游客横过马路的速度是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(17分)在如图所示的竖直平面内。水平轨道CD和倾斜轨道GH与半径r =m的光滑圆弧轨道分别相切于D点和G点,GH与水平面的夹角θ = 37°。过G点、垂直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度B = 1.25T;过D点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场,电场方向水平向右,电场强度E = 1×104N/C。小物体P1质量m = 2×10-3kg、电荷量q = +8×10-6C,受到水平向右的推力F = 9.98×10-3N的作用,沿CD向右做匀速直线运动,到达D点后撤去推力。当P1到达倾斜轨道底端G点时,不带电的小物体P2在GH顶端静止释放,经过时间t = 0.1s与P1相遇。P1和P2与轨道CD、GH间的动摩擦因数均为=" 0." 5,取g = 10m/s2,sin37° = 0.6,cos37°= 0.8,物体电荷量保持不变,不计空气阻力。求:

(1)小物体P1在水平轨道CD上运动速度v的大小;
(2)倾斜轨道GH的长度s。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(14分)如图,将质量m=1kg的圆环套在固定的倾斜直杆上,杆的倾角为37°,环的直径略大于杆的截面直径.对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角为37°的拉力F=10N,使圆环由静止开始沿杆加速度向上运动,已知环与杆间动摩擦因数μ=0.5.(g取10m/s2)求:

(1)F作用2s时圆环的速度是多大?
(2)2s后撤去力F,求圆环继续沿杆上滑的最大距离是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(20分)在光滑水平地面上有一凹槽A,中央放一小物块B,物块与左右两边槽壁的距离如图所示,L为1.0m,凹槽与物块的质量均为m,两者之间的动摩擦因数μ为0.05,开始时物块静止,凹槽以v0=5m/s初速度向右运动,设物块与凹槽槽壁碰撞过程中没有能量损失,且碰撞时间不计。g取10m/s2。求:(    )

(1)物块与凹槽相对静止时的共同速度;
(2)从凹槽开始运动到两者相对静止物块与右侧槽壁碰撞的次数;
(3)从凹槽开始运动到两者刚相对静止所经历的时间及该时间内凹槽运动的位移大小。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

质量为2kg的物体在水平地面上受到斜向上的拉力F作用,物体由静止开始做匀加速直线运动,第6秒末的速度是1.8m/s,已知拉力F的方向与水平成37o角,如图,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2, g=10m/s2,cos37o=0.8,sin37o=0.6,求:①拉力F的大小?②若在第6秒末撤去力F,物体再滑行多长时间停下来?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图(a)所示,木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于斜面、大小为F=8N的力作用下加速度与斜面倾角的关系。已知物块的质量m=1kg,通过DIS实验,得到如图(b)所示的加速度与斜面倾角的关系图线。若物块与木板间的动摩擦因数为0.2,假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力,g取10m/s2。试问:

(1)图(b)中图线与纵坐标交点ao多大?
(2)图(b)中图线与θ轴交点坐标分别为θ1和θ2,木板处于该两个角度时的摩擦力指向何方?说明在斜面倾角处于θ1和θ2之间时物块的运动状态。
(3)如果木板长L=2m,倾角为37°,物块在F的作用下由O点开始运动,为保证物块不冲出木板顶端,力F最多作用多长时间?(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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同步练习册答案