如图(a)所示,可视为质点的物块质量为m=2kg,置于水平地面上的A点,物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.25;在水平向右的力F作用下物块由静止开始运动,由A运动到B的过程中力F随位移x变化关系如图(b)所示,到达斜面底端B点后撤去力F,物块冲上h=3.75m的光滑斜面。其中AB段长为L=5m,g取10m/s2.问:
(1)由A运动到B的过程中,物块克服摩擦力所做的功是多少?
(2)物块由A运动到B过程中拉力的平均功率是多少?
(3)若F是恒力,物块由A沿水平地面运动到B时撤去F,不计物块在B处的动能损失,物块恰能到达斜面最高点,为使恒力F做功最少,求F的大小、方向及最少功。
(1)由A运动到B的过程中,物块克服摩擦力所做的功是多少?
(2)物块由A运动到B过程中拉力的平均功率是多少?
(3)若F是恒力,物块由A沿水平地面运动到B时撤去F,不计物块在B处的动能损失,物块恰能到达斜面最高点,为使恒力F做功最少,求F的大小、方向及最少功。
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22-23高三上·上海长宁·阶段练习 查看更多[2]
更新时间:2022-10-26 09:51:53
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解答题
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较难
(0.4)
【推荐1】如图甲所示,在光滑水平面上放置一木板A,在A上放置物块B,A和B的质量均为2kg,A与B之间的动摩擦因数
。t=0时刻起,对A施加一水平方向的力,A和B由静止开始运动,取水平向右为正方向,B相对于A的速度用
表示,其中
和
分别为A和B相对于水平面的速度,在0~4s时间内,相对速度
随时间t变化的关系如图乙所示.运动过程中B没有脱离A,重力加速度取
,求:
(1)0~4s内,B相对于水平面的位移(计算结果可取分数);
(2)0~2s内,水平外力对A做的功。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/046088b2c52eab1e3ce47d662866cea6.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14a763d98e22c5e2dfeb8724f89c74aa.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/405e47a774f82e2b2b596cb4a42c3fa9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/46a6a294d3d7206bcdde5b943dbe94f0.png)
(1)0~4s内,B相对于水平面的位移(计算结果可取分数);
(2)0~2s内,水平外力对A做的功。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/1/2926858046783488/2927083355127808/STEM/7800c13b-b1f7-40a3-ac20-0b0e870074d3.png?resizew=303)
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(0.4)
【推荐2】如图甲所示,可视为质点的物块A、B放在倾角为37°、长L=2m的固定斜面上,斜面处在某一电场中,电场强度方向沿斜面向上,场强大小与到斜面底端O的距离关系如图乙所示,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.A与B紧靠在一起,物块的质量分别为
=0.8kg、
=0.4kg。其中A不带电,B的带电量为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6a9f1b9317330f6906ea575180aa37ae.png)
,且保持不变.开始时两个物块均能保持静止,且与斜面间均无摩擦力作用.现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上做加速度大小为a=2m/s2的匀加速直线运动.经过时间
物体A、B分离并且力F变为恒力,求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/2/7/1575707668791296/1575707701518336/STEM/71f96d00-65f0-4eab-97f3-e440382e8b69.png?resizew=417)
(1)未施加力F时物块B与原点O的距离;
(2)
时间内A上滑的距离;
(3)
时间内电场力做的功。
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(1)未施加力F时物块B与原点O的距离;
(2)
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(3)
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(0.4)
【推荐1】如图所示为一利用传输带输送货物的装置,物块(视为质点)自平台经斜面滑到一定恒定速度v运动的水平长传输带上,再由传输带输送到远处目的地。已知斜面高h=2.0m,水平边长L=4.0m,传输宽度d=2.0m,传输带的运动速度v=3.0m/s,物块与斜面间的动摩擦因数μ1=0.30,物块自斜面顶端下滑的初速度为零,沿斜面下滑的速度方向与传输带运动方向垂直,设物块通过斜面与传输带交界处时无动能损失,重力加速度g=10m/s2。
(1)为使物块滑到传输带上后不会从传输带边缘脱离,物块与传输带之间的动摩擦因数μ2至少为多少?
(2)当货物的平均流量(单位时间里输送的货物质量)稳定在η=40kg/s时,求单位时间里物块对传输带所做的功W1以及传输带对物块所做的功W2。
(1)为使物块滑到传输带上后不会从传输带边缘脱离,物块与传输带之间的动摩擦因数μ2至少为多少?
(2)当货物的平均流量(单位时间里输送的货物质量)稳定在η=40kg/s时,求单位时间里物块对传输带所做的功W1以及传输带对物块所做的功W2。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/30/246bdb13-5e9a-4bef-9096-23c5d8ae22e2.png?resizew=294)
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(0.4)
【推荐2】我国是自行车天国,骑自行车上、下班既可以锻炼身体,又有利于环保。李老师骑自行车上、下班的途中,要经过一段坡路,当他骑车下坡时,刚好能在不踩踏板的情况下让自行车沿斜坡向下匀速行驶:当他骑车匀速上坡时,在一段时间t内,不间断的匀速蹬脚踏板N圈才能由坡底到达坡顶。经过反复观察估测,李老师发现坡路每前进l距离路面高度上升h。现李老师想通过对他的自行车(如图所示)和自己身体进行有关的测量,估测出他在上坡过程中对车做功的功率,请你说出估测时需满足的条件及需要测量的物理量,并写出估测功率的公式及推导过程。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/9/3218e1a3-7fe5-4ccc-ab83-83150bb7a6aa.png?resizew=356)
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(0.4)
【推荐1】如图甲所示,质量M=0.5kg,长度L=1m的木板静止在光滑水平面上,木板最左端恰好在O点正下方。质量m=1kg的物块静止在木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.2。用长
,不可伸长的轻绳将质量
的小球悬挂在O点,初始时刻轻绳水平拉直,某时刻由静止释放小球,小球下摆至最低点时恰与物块发生弹性碰撞(碰撞时间极短)。在物块获得速度的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时,物块与木板间产生的摩擦热为Q,给木板施加不同大小的恒力F,得到
关系的部分图像如图乙所示,其中AB与横轴平行,其中AB段的纵坐标为0.5J-1,将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2。
(1)若恒力F=0,则物块会从木板的右端滑下,求物块在木板上滑行的时间;
(2)若物块刚好不会从长木板右端滑下,求F的大小;
(3)图乙中BC为倾斜直线,求BC段对应的
函数关系式并标明F的取值范围。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fb78974f29757ef684f45e7e6e2de207.png)
(1)若恒力F=0,则物块会从木板的右端滑下,求物块在木板上滑行的时间;
(2)若物块刚好不会从长木板右端滑下,求F的大小;
(3)图乙中BC为倾斜直线,求BC段对应的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fb78974f29757ef684f45e7e6e2de207.png)
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(0.4)
解题方法
【推荐2】如图所示,光滑绝缘小平台距水平地面高
,地面与竖直绝缘光滑圆形轨道在A点连接,整个装置位于水平向右的匀强电场E中。现将一质量
、带电荷量
的小球(带正电,可视为质点)从平台上端点N由静止释放,离开平台N后,沿直线NA运动,恰好切入半径为
的绝缘光滑圆形轨道,并沿轨道运动到C点射出。图中O点是圆轨道的圆心,B、C分别是圆形轨道的最低和最高点,AO、BO间的夹角为
,NA与水平地面的夹角为
,取
,
,
。求:
(1)匀强电场E的大小;
(2)小球运动到A点时的速度大小;
(3)小球在圆形轨道上运动的最大动能;
(4)若圆形轨道半径R可以调节,其它条件不变,当小球运动到C点时撤消电场,求小球在水平地面的落点与C点的最大水平距离。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7b264a8e697336e02a666ed7741cd0f8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/903c1bb6f9fe8f9b9710683a3e601452.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/87dc2477d8ad9adf4d690e10557d665d.png)
(1)匀强电场E的大小;
(2)小球运动到A点时的速度大小;
(3)小球在圆形轨道上运动的最大动能;
(4)若圆形轨道半径R可以调节,其它条件不变,当小球运动到C点时撤消电场,求小球在水平地面的落点与C点的最大水平距离。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/19/09367aa6-bcf1-4edd-8baf-dfc01a954dbd.png?resizew=234)
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解答题
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较难
(0.4)
【推荐3】如图所示,空间存在方向垂直于xOy平面向里的匀强磁场,在0<y<d的区域I内的磁感应强度大小为B,在y>d的区域II内的磁感应强度大小为2B。一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子(不计重力),由静止经一电压可调的加速电场加速后从O点沿y轴正方向射入区域I:
(1)若粒子不能进入区域II,求加速电场电压的最大值Um;
(2)若粒子能从区域I进入区域II,求粒子从区域I射出时打在x轴上位置坐标的最小值xmin,并求出此情况下粒子在区域I中运动的半径R1;
(3)在满足(2)的条件下,求出粒子在整个磁场区域内的运动时间t总。
(1)若粒子不能进入区域II,求加速电场电压的最大值Um;
(2)若粒子能从区域I进入区域II,求粒子从区域I射出时打在x轴上位置坐标的最小值xmin,并求出此情况下粒子在区域I中运动的半径R1;
(3)在满足(2)的条件下,求出粒子在整个磁场区域内的运动时间t总。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/31/2474773568331776/2475267170992128/STEM/d71138c2-9b83-475b-b58f-caa6a72d9d23.png?resizew=253)
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