2010年高考物理《力学计算题》专题训练(一)
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力计算题专题训练(动力学)一
1.(15分)一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球A和B(中央有孔),A、B间由细绳连接着,它们处于如图中所示位置时恰好都能保持静止状态。此情况下,B球与环中心O处于同一水平面上,AB间的细绳呈伸直状态,与水平线成300夹角。已知B球的质量为m,求:
(1)细绳对B球的拉力和A球的质量;
(2)若剪断细绳瞬间A球的加速度;
(3)剪断细绳后,B球第一次过圆环最低点时对圆环的作用力
( 15分)(1)对B球,受力分析如图所示。
① ( 1分)
对A球,受力分析如图所示。在水平方向
② ( 1分)
在竖直方向: ③ ( 2分)
由以上方程解得: ④ ( 1分)
(2)剪断细绳瞬间,对A球: ( 2分)
⑤ ( 2分)
(3) 设B球第一次过圆环最低点时的速度为v,压力为N,圆环半径为r.
则: ⑥ ( 2分) ⑦ ( 2分)
⑥⑦联解得:N=3mg ( 1分)
由牛顿第三定律得B球对圆环的压力 N/=N=3mg 方向竖直向下 ⑨ ( 1分)
2.(20分)如图甲所示,一质量为2 . 0kg 的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.20。从 t = 0时刻起,物体受到水平方向的力 F 的作用而开始运动, 8s内 F 随时间 t 变化的规律如图乙所示。求:(g取 10m / s 2)
(1)4s末物体速度的大小;
(2)在图丙的坐标系中画出物体在8s内的v- t 图象;(要求计算出相应数值)
(3)在8s 内水平力 F 所做的功。
(20分)解:(1)(6分)物体受到水平力F和摩擦力f的作用,由静止开始向右做匀加速直线运动,设加速度为a1,4s末速度为v1,由牛顿第二定律: F1-&mig = ma1 (2分)
a1 = 3m/s2 (2分) v1 = at1 = 12m/s (2分)
(2)(8分)由图知,4-5s内物体受到水平力F的大小不变,方向改变,设加速度为a2,5s末速度为v2 -(F2+&mig) = ma2 a2 = -7m/ s2 (2分)
v2 = v1 + a2 t2 = 5m/s (2分)
由图知,5-8s内物体只受摩擦力f的作用,设加速度为a3,速度为v3
-&mig = ma3 a3 = -2m/ s2 (1分)
t3 = - =2.5s在t = 7.5s时物体停止运动,v3=0 (1分)
物体运动的v- t 图象如图所示 (2分)
(3)(6分)由v- t图可知(或计算得出)
0-4s内 s1 = 24m (1分)
4-5s内 s2 = 8.5 m (1分)
水平力F做功 WF = F1S1-F2S2 (2分)
解得: WF =155J (2分)
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