4.m与M水平桌面间都是光滑接触,为维持m与M相对静止,则推动M的水平力F为:
()
(A)(m+M)gctg(B)(m+M)gtg
(C)mgtg(D)Mgtg
三、计算题与证明:
5.把一个质量m的木块放在与水平成角的固定斜面上,两者间的静摩擦系数s较小,因此如不加支持,木块将加速下滑,
(1)证明:
tg>s.
(2)须加多大的水平力F,可使木块恰不下滑?
此时木块对斜面的正压力?
*(3)如不断增大F力的量值,则摩擦力和正压力将怎样变化?
6.重物A和B的质量分别为mA和mB,用一细线连接挂在定滑轮两边,此二物体可沿三棱柱面滑动如图所示,设物体与三棱柱面间的摩擦系数为,角、均为已知,重物初速度为零,绳和滑轮质量可略去不计,试证重物的平衡条件为:
7.一细绳穿过一光滑细管,两端分别拴着质量为m和M的小球,管子保持竖直位置不动,当小球m绕管子的几何轴转动时,系它的绳子与竖直方向夹角为,如图中所示,设小球m到管口的绳子长为L,且L>>细管半径.
(1)证明:
cos=m/M;小球m所受向心力Fn=Mg
(2)证明:
小球转动的周期T=2
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第2-2习题课(牛顿运动定律)
1.一细绳跨过一定滑轮,绳的一边悬有一质量为m1的物体,另一边穿在质量为m2的圆柱体的竖直细孔中,圆柱体可沿绳滑动,今看到绳子从圆柱细孔中加速上升,圆柱体相对于绳子以匀加速度a'下滑,求m1、m2相对地面的加速度、绳子的张力以及柱体与绳子的摩擦力.(绳的质量,滑轮的质量以及滑轮转动摩擦都不计)
2.在倾角为30°的固定光滑斜面上放一质量为M的楔形滑块,其上表面与水平面平行,在其上放一质量为m的小球(如图),M与m间无摩擦,且M=2m,试求小球的加速度及楔形滑块对斜面的作用力.
3.光滑水平面上平放着半径的R的固定环,环内的一物体以速率v0开始沿环内侧逆时针方向运动,物体与环内侧的摩擦系数为,求:
(1)物体任一时刻t的速率v,
(2)物体从开始运动经t秒经历的路程S.
4.质量为M的机动小船在快靠岸时关闭发动机,此时的船速为v0,设水对小船的阻力R正比于船速v,即R=kv(k为比例系数),求小船在关闭发动机后还能前进多远?
*5.一小环A套在半径为a的竖直大圆环上,小环与大环之间的摩擦系数为,证明:
当大环以匀角速绕它自己水平轴O转动时,如果
则小环与大环之间无相对运动.(提示:
先求出大环对小环的法向支承力N,要求其大小不能为虚数)
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第2-3运动学牛顿定律(习题课后作业)
一、填空:
1.质量为m的质点沿X轴正向运动,设质点通过坐标点为x时的速度为kx(k为常数),则作用在质点的合外力F=_________.质点从x=x0到x=2x0处所需的时间t=________.
二.选择题:
2.体重身高相同的甲乙两人,分别用双手握住跨过无摩擦轻滑轮的绳子各一端,他们由初速为零向上爬,经过一定时间,甲相对绳子的速率是乙相对绳子速率的两倍,则到达顶点的情况是:
()
(A)甲先到达(B)乙先到达(C)同时到达(D)不能确定
3.一质量为m的质点,自半径为R的光滑半球形碗口由静止下滑,质点在碗内某处的速率为v,则质点对该处的压力数值为:
()
(A)
(B)
(C)
(D)
4.如图所示,用一斜向上的力F(与水平成30°角),将一重为G的木块压靠竖直壁面上,如果不论用怎样大的力F,都不能使木块向上运动,则说明木块与壁面间的静摩擦系数的大小为:
()
(A)≥1/2(B)≥1/
(C)≥2
(D)≥
三、计算题:
5.桌上有一块质量M=1kg的木板,板上放着一个质量m=2kg的物体,物体与板之间,板和桌面之间的滑动摩擦系数均为k=0.25,静摩擦系数均为s=0.30.
(1)现以水平力F拉板,物体与板一起以加速度v=1ms-2运动,求:
物体和板的相互作用力以及板和桌面的相互作用力,
(2)现在要使板从物体下抽出,须用的力F要加到多大?
6.一个重量为P的质点,在光滑的固定斜面上以初速v0运动,v0方向与斜面底边水平线AB平行(如图所示),求这质点的运动轨道(斜面倾向为)
7.一个质量m=4kg的物体,用两根长度各为l=1.25m的细绳系在竖直杆上相距b=2m的两点,当此系统绕杆的轴转动时,绳子被拉开,情况如图所示.
(1)要使上方绳子有T1=60N的张力,此系统的转速要多大?
(2)这时下方绳子的张力T2又有多大?
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第2-4动量定理
1.物体所受冲力F与时间的图线如图所示,则该曲线与横坐标t所围成的面积表示物体在t=t2-t1时间所受的__________.
2.如图,作匀速圆周运动的物体,从A运动到B的过程中,物体所受合外力的冲量:
()
(A)大小为零
(B)大小不等于零,方向与vA相同
(C)大小不等于零,方向与vB相同
(D)大小不等于零,方向与物体在B点所受合力相同
3.设有三个质量完全相同的物体,在某时刻t它们的速度分别为v1、v2、v3,并且v1=v2=v3,v1与v2方向相反,v3与v1相垂直,设它们的质量全为m,试问该时刻三物体组成的系统的总动量为_______________.
4.质量为m的物体以初速度v0,倾角斜向抛出,不计空气阻力,抛出点与落地点在同一水平面,则整个过程中,物体所受重力的冲量大小为______________,方向为_______________.
5.用棒打击一质量0.30kg,速率为20ms-1的水平飞来的球,球飞到竖直上方10m的高度,求棒给予球的冲量为多少?
设球与棒的接触时间为0.02s,求球受到的平均冲力.
6.一个步兵,他和枪的质量共为100kg,穿着带轮的溜冰鞋站着,现在他用自动枪在水平方向射出10发子弹,每颗子弹的质量为10g,而出口的速度为750ms-1,如果步兵无摩擦地向右运动,问在第十次发射后他的速度是多少?
7.三个物体A、B、C每个的质量均为M,B、C靠在一起,放在光滑水平桌面上,两者间连有一段长度为0.4m的细绳,原先放松着,B的另一端则连有另一细绳,跨过桌边的定滑轮而与A相连(见图),已知滑轮和绳子的质量不计,滑轮轴上的摩擦也可忽略,绳子长度一定,问A、B起动后经多长时间C也开始运动?
B、C具有相同速度时,其速度大小为多少?
(取g=10ms-2)
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第2-5动能定理
1.如图,有人用恒力F,通过轻绳和轻滑轮,将一木块从位置A拉到位置B,设物体原来位置AC=L0,后来位置BC=L,物体水平位移为S,则在此过程中,人所作的功为__________.
2.一链条垂直悬挂于A点,质量为m,长为L,今将其自由端B也挂在A点,则外力需做的功为_____________.
3.系统总动量守恒的条件是:
__________________________________________.系统总机械能守恒的条件是:
_____________________________________________.
4.已知地球质量为M,半径为R,一质量为m的火箭从地面上升到距地面高度为2R处,在此过程中,地球引力对火箭作的功为_____________.
5.一个质点在几个力同时作用下的位移为r=(4i-5j+6k)米,其中一个恒力可表达成F=(-3i-5j+9k)牛顿,这个力在这过程中做功为____________.
6.一个质量为m=2kg的质点,在外力作用下,运动方程为:
x=5+t2,y=5t-t2,则力在t=0到t=2秒内作的功为______________.
7.如图,一轻弹簧原长为L0与圆环半径R相等,当弹簧下端悬质量为m的小球时,弹簧总长L=2R,小球刚好达到平衡,现将弹簧一端固定于竖直放置的圆环上端A点,将挂小球的另一端套在光滑圆环的B点,AB长为1.6R,放手后小球从静止开始沿圆环滑动,求:
(1)球从B沿圆环滑到最低点C处的过程中,小球、弹簧和地球组成的系统势能的增量,
(2)小球滑到C点时对圆环的压力.
8.一质量为m的物体,从质量为M的圆弧形槽顶端由静止滑下,设圆弧形槽的半径为R,张角为/2,如图所示,如所有摩擦都可忽略,求:
(1)物体刚离开槽底时,物体和槽的速度各是多少?
(2)在物体从A滑到B的过程中,物体对槽做的功为多少?
(3)物体到达B点时,对槽的压力(B点为槽的最底端).
9.用一弹簧把质量各为m1和m2的两木块连起来,一起放在地面上,弹簧的质量可不计,而m2>m1,问
(1)对上面的木块必须施加多大的压力F,以便在F突然撒去而上面的木块跳起来时,恰能使下面的木块提离地面?
(2)如m1和m2互换位置,结果有无改变?
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第2-6 守恒定律(习题课)
1.两质量分别为m1、m2的物体用一倔强系数为K的轻弹簧相连放在光滑水平桌面上(如图),当两物体相距为x时,系统由静止释放,已知弹簧的自然长度为x0,当两物体相距为x0时,m1的速度大小为______________.
2.A物体以一定的动能Ek与静止的B物体发生完全非弹性碰撞,设mA=2mB,则碰后两物体的总动能为:
_______________.
3.一弹簧变形量为x时,其恢复力为F=2ax-3bx2,现让该弹簧由x=0变形到x=L,其弹力的功为:
________________.
4.两半径为r的光滑的匀质棋子,原为静止,相靠如图,现有另一半径为2r的同质料的大棋子以速度v0飞来,同它们碰撞,v0的方向正好在两小棋子中心连线的中垂线上,求弹性碰撞后大棋子的速度(大小棋子厚度相同,大棋子质量是小棋子的4倍).
5.两个质量分别为m1和m2的木块A和B,用一个质量忽略不计,倔强系数为k的弹簧联接起来,放置在光滑水平面上,使A紧靠墙壁,如图所示,用力推木块B使弹簧压缩x0,然后释放,已知m1=m,m2=3m,求
(1)释放后,A、B两木块速度相等时的瞬时速度的大小;
(2)释放后,弹簧的最大伸长量.
6.在光滑水平面上放有一质量为M的三棱柱体,其上又放一质量为m的小三棱柱体,两柱体间的接触面光滑,三棱柱倾角为,开始时,两三棱柱相对静止.当小三棱柱沿大三棱柱斜面运动,在竖直方向下降h时,试证大三棱柱对地的速度为:
7*.如图,两小球A、B,质量分别为M和m,且m<
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第2-7守恒定律(习题课后作业)
1.传送带A以v0=2ms-1的速度把m=20kg的行李包送到坡道的上端,行李包沿光滑的坡道下滑后装到M=40kg的小车上(如图),已知小车与传送带之间的高度差h=0.6m,行李包与车板间的摩擦系数=0.4,小车与地面的摩擦忽略不计,取g=10ms-2求:
(1)开始时行李包与车板间有相对滑动,当行李对小车相对静止时车的速度.
(2)从行李包送上小车到它相对于小车为静止时,所需的时间.
2.质量m=0.10kg的小球,拴在长度L=0.5m的轻绳的一端,构成摆,摆动时与竖直的最大夹角为60°.
(1)小球通过竖直位置时的速度为多少?
此时绳的张力?
(2)在<60°的任一位置,求小球速度v与的关系式,这时小球的加速度为何?
绳的张力为多大.
3.一个质量为M=10kg的物体放在光滑水平面上,并与一水平轻弹簧相连,如图,弹簧的倔强系数k=1000Nm-1,今有一质量为m=1kg的小球,以水平速度v0=4ms-1飞来,与物体M相撞后以v1=2ms-1的速度弹回.
(1)M起动后,弹簧将被压缩,弹簧可缩短多少?
(2)小球m和物体M的碰撞是弹性碰撞吗?
恢复系数多大?
(3)如果小球上涂的粘性物质,相撞后可与M粘在一起,则
(1)、
(2)所问结果又如何?
4.如图所示,两倔强系数为k1、k2的轻弹簧A、B串联后,在弹簧B下端挂一物体C,求此两弹簧的弹性势能的比值.