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- 2021-05-25 发布
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1.直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子,如图1所示。设投放初速度为零,箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比,且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中,下列说法正确的是( )
图1
A.箱内物体对箱子底部始终没有压力
B.箱子刚从飞机上投下时,箱内物体受到的支持力最大
C.箱子接近地面时,箱内物体受到的支持力比刚投下时大
D.若下落距离足够长,箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”
解析:以整体为研究对象,根据牛顿第二定律:
(M+m)g-kv2=(M+m)a①
设箱内物体受到的支持力为N,以箱内物体为研究对象,有mg-FN=ma②
由①②两式得FN=。
通过此式可知,随着下落速度的增大,箱内物体受到的支持力逐渐增大,所以A、B、D选项错误,C选项正确。
答案:C
2.如图2所示,质量为m的小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑,斜面倾角为θ,物块与该斜面间的动摩擦因数μ>tanθ,图3中表示该物块的速度v和所受摩擦力Ff随时间t变化的图线(以初速度v0的方向为正方向),可能正确的是( )
图2
图3
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
解析:物块的运动情况是先向上做减速运动,所受滑动摩擦力为μmgcosθ,方向沿斜面向下,达到最高点后由于μ>tanθ即mgsinθ<μmgcosθ,滑块不会向下滑动,而是保持静止,静摩擦力的大小等于重力的下滑分力mgsinθ,小于上滑时的摩擦力μmgcosθ。
答案:A
3.如图4所示,弹簧测力计外壳质量为m0,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩吊着一质量为m的重物。现用一方向竖直向上的外力F拉着弹簧测力计,使其向上做匀加速运动,则弹簧测力计的示数为 ( )
图4
A.mg B.F
C.F D.g
解析:弹簧测力计的示数等于弹簧的弹力,设为F′。先将弹簧测力计和重物看成一个整体,利用牛顿第二定律可得:
F-(m+m0)g=(m+m0)a。然后以重物为研究对象利用牛顿第二定律可得:F′-mg=ma
取立两式可得:F′=F,故选项C正确。
答案:C
4.如图5所示,斜面放置在水平地面上,物体在沿斜面向上的拉力作用下静止在斜面上,当撤去拉力后,物体仍然静止在斜面上,那么物体撤去拉力后与撤去拉力前相比较,以下说法正确的是( )
图5
①斜面对地面的压力一定增大了
②斜面对地面的压力一定减小了
③斜面对地面的静摩擦力一定增大了
④斜面对地面的静摩擦力一定减小了
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
解析:根据整体法,将斜面与物体当做一个整体,如图所示,可以把物体与斜面看做一个点,拉力F就作用在这个点上,去掉F之后,地面所受压力增大,地面所受静摩擦力等于零。
答案:C
5.如图6所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体,A、B间的最大静摩擦力为μmg,现用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度运动,则拉力F的最大值为( )
图6
A.μmg B.2μmg
C.3μmg D.4μmg
解析:当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大,此时,对于A物体所受的合外力为μmg
由牛顿第二定律知aA==μg
对于A、B整体,加速度a=aA=μg
由牛顿第二定律得F=3ma=3μmg。
答案:C
6.质量为m0=20 kg、长为L=5 m的木板放在水平面上,木板与水平面的动摩擦因数为μ1=0.15。将质量m=10 kg的小木块(可视为质点),以v0=4 m/s的速度从木板的左端被水平抛射到木板上(如图7所示),小木块与木板面的动摩擦因数为μ2=0.4(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10 m/s2)。则以下判断中正确的是( )
图7
A.木板一定静止不动,小木块不能滑出木板
B.木板一定静止不动,小木块能滑出木板
C.木板一定向右滑动,小木块不能滑出木板
D.木板一定向右滑动,小木块能滑出木板
解析:m0与地面间的摩擦力为Ff1=μ1(m0+m)g=0.15×(20+10)×10 N=45 N,m与m0之间的摩擦力为Ff2=μ2mg=0.4×10×10 N=40 N,Ff1>ff2
,所以木板一定静止不动;小木块在木板上滑行的距离为x,v=2μ2gx,解得x=2 m