动力学两类基本问题

考点2.4动力学两类基本问题

1、质量为1 kg的质点,受水平恒力作用,由静止开始做匀加速直线运动,它在t s内的位移为x m,则F 的大小为(单位为N)( ) .

2x 2x 2x 2x B. D. t 2t -12t +1t -1

2、一个有钢滑板的雪橇,钢与雪地的动摩擦因数为0.02,雪橇连同车上的贷物总质量为1000千克,当马水平拉车在水平雪地上以2m/s2匀加速前进时,雪橇受到的摩擦力是多大?马的拉力是多大?(g =10m/s2)

3、如图所示,一个质量为12kg 的物体以v 0=12m/s的初速度沿着水平地面向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,物体始终受到一个水平向右、大小为12N 的恒力F 作用。(g=10 m/s2)求:

(1)物体运动的加速度大小和方向; (2)5s末物体受到地面的摩擦大小和方向; (3)5s内物体的位移。

4、研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间) t 0=0.4 s,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v 0=72 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L =39 m.减速过程中汽车位移s 与速度v 的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g =10 m/s2.

求:

(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间. (2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了

(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值.

5、质量为1.0×103t (吨)的一列车在平直铁轨上行驶,在50s 内速度由36km/h均匀增加到54km/h,,若机车对列车的牵引力是1.5×105N ,求: (1)列车的加速度;

(2)列车运动过程中受到的阻力大小; (3)在加速过程中列车通过的路程

(4)50s 后火车关闭发动机,能继续前进多少米?

6、质量为4 kg的物体静止于水平面上,物体与水平面之间的动摩擦因数为0.5,现用一个F =20 N、与水平方向成37°角的恒力斜向上拉物体. 经过3 s,该物体的位移为多少?(g 取10 m/s2)

7、如图所示,木块质量m =0.78kg,在与水平方向成37°角、斜向右上方的恒定拉力F 作用下,从静止开始做匀加速直线运动,在3s 时间内运动了9m 的位移.已知木块与地面间的动摩擦因数μ=0.4,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80. (1)求拉力F 的大小

(2)若在3s 末时撤去拉力F ,求物体还能运动多长时间以及物体还能滑行的最大位移.

8、如图所示,质量m =2 kg的物体静止于水平地面的A 处,A 、B 间距L =20 m,用大小为30 N,沿水平方向的外力拉此物体,经t 0=2 s拉至B 处。(已知cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g =10 m/s2)

(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ;

(2)用大小为30 N,与水平方向成37°的力斜向上拉此物体,使物体从A 处由静止开始运动并能到达B 处,求该力作用的最短时间t 。

9、如图所示,质量为M 的拖拉机拉着耙来耙地,由静止开始做匀加速直线运动,在时间t 内前进的距离为x . 耙地时,拖拉机受到的牵引力恒为F ,受到地面的阻力为自重的k 倍,耙所受阻力恒定,连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变. 求: (1)拖拉机的加速度大小; (2)拖拉机对连接杆的拉力大小.

10、如图所示,一块质量M =2kg,长度L =15m,高度不计,上表面光滑的长木板静止在水平面上,水平面与木板间的动摩擦因数μ=0.2.现对长木板施加一个水平向右的力F =6N。(计算时g =10m/s2)

(1)当t =5s时,长木板的速度 (2)当t =5s时,立即在长木板右端无初速度放置一个质量m =2kg的光滑小物块(可视为质点),求再经过6s 后长木板的位移

11、如图所示,水平恒力F =20 N,把质量m =0.6 kg的木块压在竖直墙上,木块离地面的高度H =6 m.木块从静止开始向下做匀加速运动,经过2 s到达地面.(取g =10 m/s2) 求: (1)木块下滑的加速度a 的大小; (2)木块与墙壁之间的动摩擦因数.

12、成都“欢乐谷”是大型的游乐性主题公园,园内有一种大型游戏机叫“跳楼机”.让人体验

短暂的“完全失重”,非常刺激,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面50 m高处,然后由静止释放,为研究方便,认为人与座椅沿轨道做自由落体运动2 s后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面5 m高处时速度刚好减小到0,然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面.(取g =10 m/s2) 求:

(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大?

(2)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?

13、航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m =2 kg,动力系统提供的恒定升力F =28 N .试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g 取10 m/s2.

(1)第一次试飞,飞行器飞行t 1=8 s时到达高度H =64 m.求飞行器所受阻力F f 的大小; (2)第二次试飞,飞行器飞行t 2=6 s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大高度h .

14、如图所示,楼梯口一倾斜的天花板与水平面成θ=37°,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F =10 N,刷子的质量为m =0.5 kg,刷子可视为质点,刷子与天花板间的动摩擦因数为0.5,天花板长为L =4 m,取sin 37°=0.6,试求: (1)刷子沿天花板向上运动的加速度大小; (2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间.

15、如图所示,质量M =0.1 kg的有孔小球穿在固定的足够长的斜杆上,斜杆与水平方向的夹角θ=37°,球与杆间的动摩擦因数μ=0.5. 小球受到竖直向上的恒定拉力F =1.2 N后,由静止开始沿杆斜向上做匀加速直线运动.求(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g 取10 m/s2) : (1)斜杆对小球的滑动摩擦力的大小; (2)小球的加速度; (3)最初2 s内小球的位移.

16、如图所示,斜面和水平面相接,连接处圆滑,斜面倾角为θ=37o 。一个物体从斜面上由静止沿斜面滑下4m ,然后在水平面上滑行最后停下。物体和斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g =10m/s2求: (1)物体滑到斜面底端时速度的大小。 (2)物体能在水平面上滑行多远。\

17、如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m =1.0kg 的物体.物体与斜面间动摩擦因数µ=0.25,现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动.拉力F =10N ,方向平行斜面向上.经时间t =4s 绳子突然断了,求: (1)绳断时物体的速度大小.

(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间.(sin37°=0.60, cos37°=0.80,g =10m/s2)

18、如图所示,有一足够长的斜面,倾角α=37°,一小物块从斜面顶端A 处由静止下滑,到B 处后,受一与小物块重力大小相等的水平向右的恒力作用,小物块最终停在C 点(C 点未画出) .若AB 长为2.25 m,小物块与斜面间动摩擦因数μ=0.5,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10 m/s2. 求:

(1)小物块到达B 点的速度多大? (2)B 、C 距离多大?

19、如图所示,一物体以v 0=2 m/s的初速度从粗糙斜面顶端下滑到底端用时t =1 s.已知斜面长度L =1.5 m,斜面的倾角θ=30°,重力加速度取g =10 m/s2. 求:

(1)物体滑到斜面底端时的速度大小; (2)物体沿斜面下滑的加速度大小和方向; (3)物体与斜面间的动摩擦因数.

20、如图所示,木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变,当θ=30°时,可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端每次都以v 0的速度沿木板向上运动,随着θ的改变,小木块沿木板滑行的距离将发生改变。已知重力加速度为g 。求:

(1)小木块与木板间的动摩擦因数;

(2)当θ=60°角时,小木块沿木板向上滑行的距离;

(3)当θ=60°角时,小木块由底端沿木板向上滑行再回到原出发点所用的时间。

21、一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5 cm ,如图甲所示。t =0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t =1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短) 。碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1 s 时间内小物块的v -t 图线如图乙所示。木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g 取10 m/s2。求: (1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2; (2)木板的最小长度;

(3)木板右端离墙壁的最终距离。

22、如图所示,m =1.0 kg的小滑块以v 0=4 m/s的初速度从倾角为37°的斜面AB 的底端A 滑上斜面,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,取g =10 m/s2,sin 37°=0.6. 若从滑块滑上斜面起,经0.6 s滑块正好通过B 点,则AB 之间的距离为( ) .

A .0.8 m B .0.76 m C .0.64 m D .0.16 m

23、如图甲是某景点的山坡滑道图片,为了探究滑行者在滑道直线部分AE 滑行的时间.技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图.AC 是滑道的竖直高度,D 点是AC 竖直线上的一点,且有AD =DE =10 m,滑道AE 可视为光滑,滑行者从坡顶A 点由静止开始沿滑道AE 向下做直线滑动,g 取10 m/s2,则滑行者在滑道AE 上滑行的时间为( ) .

2 s B .2 s 3 s D .22 s 24、如图所示,在倾角为θ的斜面上方的A 点处放置一光滑的木板AB ,B 端刚好在斜面上.木板与竖直方向AC 所成角度为α,一小物块自A 端沿木板由静止滑下,要使物块滑到斜面的时间最短,则α与θ角的大小关系应为( )

θθ

A .α=θ B .α= C .α= D .α=2θ

23

25、如图所示,AB 和CD 为两条光滑斜槽,它们各自的两个端点均分别位于半径为R 和r 的两个相切的圆上,且斜槽都通过切点P . 设有一重物先后沿两个斜槽,从静止出发,由A 滑到B 和由C 滑到D ,所用的时间分别为t 1和t 2,则t 1与t 2之比为( )

A .2∶1 B .1∶1 C 3∶1 D .1∶3

26、(多选) 有一系列斜面,倾角各不相同,它们的底端相同,都是O 点,如图所示。有一系列完全相同的滑块(可视为质点) 从这些斜面上A 、B 、C 、D …各点同时由静止释放,下列判断正确的是( )

A .若各斜面均光滑,且这些滑块到达O 点的速率相同,则A 、B 、C 、D …各点处在同一水平线上

B .若各斜面均光滑,且这些滑块到达O 点的速率相同,则A 、B 、C 、D …各点处在同一竖直面内的圆周上

C .若各斜面均光滑,且这些滑块到达O 点的时间相同,则A 、B 、C 、D …各点处在同一竖直面内的圆周上

D .若各斜面与这些滑块间有相同的动摩擦因数,滑到达O 点的过程中,各滑块损失的机械能相同,则A 、B 、C 、D …各点处在同一竖直线上

考点2.4动力学两类基本问题

1、质量为1 kg的质点,受水平恒力作用,由静止开始做匀加速直线运动,它在t s内的位移为x m,则F 的大小为(单位为N)( ) .

2x 2x 2x 2x B. D. t 2t -12t +1t -1

2、一个有钢滑板的雪橇,钢与雪地的动摩擦因数为0.02,雪橇连同车上的贷物总质量为1000千克,当马水平拉车在水平雪地上以2m/s2匀加速前进时,雪橇受到的摩擦力是多大?马的拉力是多大?(g =10m/s2)

3、如图所示,一个质量为12kg 的物体以v 0=12m/s的初速度沿着水平地面向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,物体始终受到一个水平向右、大小为12N 的恒力F 作用。(g=10 m/s2)求:

(1)物体运动的加速度大小和方向; (2)5s末物体受到地面的摩擦大小和方向; (3)5s内物体的位移。

4、研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间) t 0=0.4 s,但饮酒会导致反应时间延长.在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v 0=72 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L =39 m.减速过程中汽车位移s 与速度v 的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动.取重力加速度的大小g =10 m/s2.

求:

(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间. (2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了

(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值.

5、质量为1.0×103t (吨)的一列车在平直铁轨上行驶,在50s 内速度由36km/h均匀增加到54km/h,,若机车对列车的牵引力是1.5×105N ,求: (1)列车的加速度;

(2)列车运动过程中受到的阻力大小; (3)在加速过程中列车通过的路程

(4)50s 后火车关闭发动机,能继续前进多少米?

6、质量为4 kg的物体静止于水平面上,物体与水平面之间的动摩擦因数为0.5,现用一个F =20 N、与水平方向成37°角的恒力斜向上拉物体. 经过3 s,该物体的位移为多少?(g 取10 m/s2)

7、如图所示,木块质量m =0.78kg,在与水平方向成37°角、斜向右上方的恒定拉力F 作用下,从静止开始做匀加速直线运动,在3s 时间内运动了9m 的位移.已知木块与地面间的动摩擦因数μ=0.4,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80. (1)求拉力F 的大小

(2)若在3s 末时撤去拉力F ,求物体还能运动多长时间以及物体还能滑行的最大位移.

8、如图所示,质量m =2 kg的物体静止于水平地面的A 处,A 、B 间距L =20 m,用大小为30 N,沿水平方向的外力拉此物体,经t 0=2 s拉至B 处。(已知cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g =10 m/s2)

(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ;

(2)用大小为30 N,与水平方向成37°的力斜向上拉此物体,使物体从A 处由静止开始运动并能到达B 处,求该力作用的最短时间t 。

9、如图所示,质量为M 的拖拉机拉着耙来耙地,由静止开始做匀加速直线运动,在时间t 内前进的距离为x . 耙地时,拖拉机受到的牵引力恒为F ,受到地面的阻力为自重的k 倍,耙所受阻力恒定,连接杆质量不计且与水平面的夹角θ保持不变. 求: (1)拖拉机的加速度大小; (2)拖拉机对连接杆的拉力大小.

10、如图所示,一块质量M =2kg,长度L =15m,高度不计,上表面光滑的长木板静止在水平面上,水平面与木板间的动摩擦因数μ=0.2.现对长木板施加一个水平向右的力F =6N。(计算时g =10m/s2)

(1)当t =5s时,长木板的速度 (2)当t =5s时,立即在长木板右端无初速度放置一个质量m =2kg的光滑小物块(可视为质点),求再经过6s 后长木板的位移

11、如图所示,水平恒力F =20 N,把质量m =0.6 kg的木块压在竖直墙上,木块离地面的高度H =6 m.木块从静止开始向下做匀加速运动,经过2 s到达地面.(取g =10 m/s2) 求: (1)木块下滑的加速度a 的大小; (2)木块与墙壁之间的动摩擦因数.

12、成都“欢乐谷”是大型的游乐性主题公园,园内有一种大型游戏机叫“跳楼机”.让人体验

短暂的“完全失重”,非常刺激,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面50 m高处,然后由静止释放,为研究方便,认为人与座椅沿轨道做自由落体运动2 s后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面5 m高处时速度刚好减小到0,然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面.(取g =10 m/s2) 求:

(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大?

(2)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?

13、航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m =2 kg,动力系统提供的恒定升力F =28 N .试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g 取10 m/s2.

(1)第一次试飞,飞行器飞行t 1=8 s时到达高度H =64 m.求飞行器所受阻力F f 的大小; (2)第二次试飞,飞行器飞行t 2=6 s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大高度h .

14、如图所示,楼梯口一倾斜的天花板与水平面成θ=37°,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F =10 N,刷子的质量为m =0.5 kg,刷子可视为质点,刷子与天花板间的动摩擦因数为0.5,天花板长为L =4 m,取sin 37°=0.6,试求: (1)刷子沿天花板向上运动的加速度大小; (2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间.

15、如图所示,质量M =0.1 kg的有孔小球穿在固定的足够长的斜杆上,斜杆与水平方向的夹角θ=37°,球与杆间的动摩擦因数μ=0.5. 小球受到竖直向上的恒定拉力F =1.2 N后,由静止开始沿杆斜向上做匀加速直线运动.求(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g 取10 m/s2) : (1)斜杆对小球的滑动摩擦力的大小; (2)小球的加速度; (3)最初2 s内小球的位移.

16、如图所示,斜面和水平面相接,连接处圆滑,斜面倾角为θ=37o 。一个物体从斜面上由静止沿斜面滑下4m ,然后在水平面上滑行最后停下。物体和斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ=0.5。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g =10m/s2求: (1)物体滑到斜面底端时速度的大小。 (2)物体能在水平面上滑行多远。\

17、如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m =1.0kg 的物体.物体与斜面间动摩擦因数µ=0.25,现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动.拉力F =10N ,方向平行斜面向上.经时间t =4s 绳子突然断了,求: (1)绳断时物体的速度大小.

(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间.(sin37°=0.60, cos37°=0.80,g =10m/s2)

18、如图所示,有一足够长的斜面,倾角α=37°,一小物块从斜面顶端A 处由静止下滑,到B 处后,受一与小物块重力大小相等的水平向右的恒力作用,小物块最终停在C 点(C 点未画出) .若AB 长为2.25 m,小物块与斜面间动摩擦因数μ=0.5,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10 m/s2. 求:

(1)小物块到达B 点的速度多大? (2)B 、C 距离多大?

19、如图所示,一物体以v 0=2 m/s的初速度从粗糙斜面顶端下滑到底端用时t =1 s.已知斜面长度L =1.5 m,斜面的倾角θ=30°,重力加速度取g =10 m/s2. 求:

(1)物体滑到斜面底端时的速度大小; (2)物体沿斜面下滑的加速度大小和方向; (3)物体与斜面间的动摩擦因数.

20、如图所示,木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变,当θ=30°时,可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端每次都以v 0的速度沿木板向上运动,随着θ的改变,小木块沿木板滑行的距离将发生改变。已知重力加速度为g 。求:

(1)小木块与木板间的动摩擦因数;

(2)当θ=60°角时,小木块沿木板向上滑行的距离;

(3)当θ=60°角时,小木块由底端沿木板向上滑行再回到原出发点所用的时间。

21、一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5 cm ,如图甲所示。t =0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t =1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短) 。碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1 s 时间内小物块的v -t 图线如图乙所示。木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g 取10 m/s2。求: (1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2; (2)木板的最小长度;

(3)木板右端离墙壁的最终距离。

22、如图所示,m =1.0 kg的小滑块以v 0=4 m/s的初速度从倾角为37°的斜面AB 的底端A 滑上斜面,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,取g =10 m/s2,sin 37°=0.6. 若从滑块滑上斜面起,经0.6 s滑块正好通过B 点,则AB 之间的距离为( ) .

A .0.8 m B .0.76 m C .0.64 m D .0.16 m

23、如图甲是某景点的山坡滑道图片,为了探究滑行者在滑道直线部分AE 滑行的时间.技术人员通过测量绘制出如图乙所示的示意图.AC 是滑道的竖直高度,D 点是AC 竖直线上的一点,且有AD =DE =10 m,滑道AE 可视为光滑,滑行者从坡顶A 点由静止开始沿滑道AE 向下做直线滑动,g 取10 m/s2,则滑行者在滑道AE 上滑行的时间为( ) .

2 s B .2 s 3 s D .22 s 24、如图所示,在倾角为θ的斜面上方的A 点处放置一光滑的木板AB ,B 端刚好在斜面上.木板与竖直方向AC 所成角度为α,一小物块自A 端沿木板由静止滑下,要使物块滑到斜面的时间最短,则α与θ角的大小关系应为( )

θθ

A .α=θ B .α= C .α= D .α=2θ

23

25、如图所示,AB 和CD 为两条光滑斜槽,它们各自的两个端点均分别位于半径为R 和r 的两个相切的圆上,且斜槽都通过切点P . 设有一重物先后沿两个斜槽,从静止出发,由A 滑到B 和由C 滑到D ,所用的时间分别为t 1和t 2,则t 1与t 2之比为( )

A .2∶1 B .1∶1 C 3∶1 D .1∶3

26、(多选) 有一系列斜面,倾角各不相同,它们的底端相同,都是O 点,如图所示。有一系列完全相同的滑块(可视为质点) 从这些斜面上A 、B 、C 、D …各点同时由静止释放,下列判断正确的是( )

A .若各斜面均光滑,且这些滑块到达O 点的速率相同,则A 、B 、C 、D …各点处在同一水平线上

B .若各斜面均光滑,且这些滑块到达O 点的速率相同,则A 、B 、C 、D …各点处在同一竖直面内的圆周上

C .若各斜面均光滑,且这些滑块到达O 点的时间相同,则A 、B 、C 、D …各点处在同一竖直面内的圆周上

D .若各斜面与这些滑块间有相同的动摩擦因数,滑到达O 点的过程中,各滑块损失的机械能相同,则A 、B 、C 、D …各点处在同一竖直线上


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