浙江省湖州市2018-2019学年高一物理上册期末考试题(8)

（3）有作用时力将作用力分解为水平方向和竖直方向进行分析，分别根据共点力的平衡条件和牛顿第二定律列式求解即可． 【解答】解：

（1）撤去拉力后物体只受重力和摩擦力，合外力f=μmg； 则由牛顿第二定律可知： a2=

解得：a2=5m/s2

（2）根据速度和位移公式可知： v=2a2x2

解得：v=12m/s

（3）根据牛顿第二定顿可知： Fcos37°﹣Ff=ma 竖直方向mg=Fsin37°+FN 摩擦力：Ff=μFN 根据运动学公式可知： 物体加速度： a=

=

=6m/s

2

2

联立解得：牵引力 F=20N

答：（1）撤去F后物体的加速度大小为5m/s （2）撤去F时物体的速度大小为12m/s； （3）拉力F的大小为20N．

【点评】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，注意在撤去拉力前后物体所受的摩擦力不同；要分别根据滑动摩擦力公式进行分析求解．

22．如图甲所示，ABCD为固定在水平面内的闭合轨道，其中AB、CD段均为半径R=1.6m的半圆轨道，BC、AD段为直轨道，AD=BC=5m．AD段粗糙，动摩擦因数μ=0.2，其余各段均光

2

滑．有一质量为0.2kg可视为质点的小物体卡在轨道上，沿着轨道运动，其截面图如图乙所示．小物体经过DA段时会受到一个方向竖直向上，大小随深度如图丙规律变化的F1作用；小物体经过BC段时会受到一个方向沿轨道向右，大小恒为0.4N的F2作用．现使小物体在D点以v0=4m/s的初速度向左运动，发现小物体恰好能匀速运动到A点．（g取10m/s）求： （1）小物体第一次经过圆弧AB段的向心加速度大小； （2）小物体第一次运动到C点时速度大小；

（3）若要小物体每次经过D点的速度都相同，则在D至少要获得多大的初速度．

2

【考点】动能定理的应用；向心力．

【专题】计算题；分割思想；合成分解法；动能定理的应用专题． 【分析】（1）小物体在AB段做圆周运动，已知线速度和半径，由公式a=度大小．

（2）由动能定理可求得第一次到达D点的速度或由牛顿第二定律和速度位移公式结合求解． （3）对物体的运动过程进行分析，根据牛顿第二定律和运动学公式可求得D点的最小初速度．

【解答】解：（1）小物体第一次经过圆弧AB段的向心加速度大小 a1=解得 a1=10m/s2

求向心加速

（2）物体在BC段运动的加速度 a2=由vC﹣vB=2a2xBC得 vC=6m/s

2

2

=2m/s

2

（3）当物体速度大小为4m/s时，物体做匀速运动，则F1=mg=2N

由题意可知：D到A减速，B到C加速，若要小物体每次经过D点的速度都相同，则两段加速度大小相等． 即a3=a1=2m/s2

由牛顿第二定律得 μ（F1﹣mg）=ma3 得 F1=4N

由图可得：F1=4N时，v=8m/s

当物体速度大于等于8m/s后，F1保持不变．则要实现小物体每次经过D点的速度都相同，在A点速度至少要达到8m/s． vD﹣vA=2a3xDA 解得 vD=2

m/s

m/s

2

2

物体在D点获得速度至少要达到2答：

（1）小物体第一次经过圆弧AB段的向心加速度大小是10m/s2； （2）小物体第一次运动到C点时速度大小是6m/s；