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用牛顿运动定律解决问题(一)
1.为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线距离s0和s1(s1<s0)处分别设置一个挡板和一面小旗,如图所示。训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1。重力加速度大小为g。求
(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;
(2)满足训练要求的运动员的最小加速度。
【答案】(1)
(2)
2.某工厂用倾角为37°的传送带把货物由低处运送到高处,已知传送带总长为L=50 m,正常运转的速度为v=4 m/s。一次工人刚把M=10 kg的货物放到传送带上的A处时停电了,为了不影响工作的进度,工人拿来一块m=5 kg带有挂钩的木板,把货物放到木板上,通过定滑轮用绳子把木板拉上去。货物与木板及木板与传送带之间的动摩擦因数均为0.8。(物块与木板均可看做质点,g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(1)为了把货物拉上去又不使货物相对木板滑动,求工人所用拉力的最大值;
(2)若工人用F=189 N的恒定拉力把货物拉到L/5处时来电了,工人随即撤去拉力,求此时货物与木板的速度大小;
(3)来电后,还需要多长时间货物能到达B处?(不计传送带的加速时间)
【答案】(1)Fm=192 N (2)
(3)
3.如图所示,长度为L=1.2 m的木板A放在水平地面上,小物块B(可视为质点)放在木板A的最右端,AB质量均为m=5 kg,A与地面间以及A与B间均是粗糙的;开始AB均静止;现用一水平恒力F作用在A上,经一段时间,撤掉恒力F,结果B恰好不从A上掉下,A、B最后阶段的v–t象如图所示,设最大静摩力等于滑动摩力,从上恒力的瞬间开始计时,取g=10 m/s2。求:
(1)A与地面间的动摩擦因数μ1和A与B间的动摩擦因数μ2;
(2)恒力F的大小和恒力F的作用时间;
【答案】(1)μ1=0.3 μ2=0.2 (2)F=60 N t1=1 s
4.a、b两物块可视为质点,在a以初速度v0从地面竖直上抛的同时,b以初速度v0滑上倾角为θ=30°的足够长的斜面。已知b与斜面间的动摩擦因数