物理-臨界狀態(tài)的假設(shè)解決物理試題的專項(xiàng)-培優(yōu)練習(xí)題及詳細(xì)答案(編輯修改稿)
2025-04-02 04:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ,物體以速度v繞圓錐體軸線做水平勻速圓周運(yùn)動(dòng).（1）當(dāng) 時(shí),求繩對(duì)物體的拉力. （2）當(dāng) ,求繩對(duì)物體的拉力.【答案】(1) （2） 【解析】【分析】求出物體剛要離開錐面時(shí)的速度，此時(shí)支持力為零，根據(jù)牛頓第二定律求出該臨界速度，當(dāng)速度大于臨界速度，則物體離開錐面，當(dāng)速度小于臨界速度，物體還受到支持力，根據(jù)牛頓第二定律，物體在豎直方向上的合力為零，水平方向上的合力提供向心力，求出繩子的拉力；【詳解】當(dāng)物體恰好離開錐面時(shí)，此時(shí)物體與錐面接觸但是沒有彈力作用，如圖所示：則：豎直方向：，水平方向：， 解得；（1）當(dāng)時(shí)，物體沒有離開錐面時(shí)，此時(shí)物體與錐面之間有彈力作用，如圖所示：則在水平方向：，豎直方向：，解得：；（2）時(shí)，物體離開錐面，設(shè)線與豎直方向上的夾角為，如圖所示：則豎直方向：，水平方向：，而且： 解得：．【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵找出物體的臨界情況，以及能夠熟練運(yùn)用牛頓第二定律求解．8．一輛大客車正在以30 m/s的速度勻速行駛．突然，司機(jī)看見車的正前方x0= 95m處有一只小狗，如圖所示．司機(jī)立即采取制動(dòng)措施，司機(jī)從看見小狗到開始制動(dòng)客車的反應(yīng)時(shí)間為△t= s，設(shè)客車制動(dòng)后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．試求：(1)為了保證小狗的安全，客車制動(dòng)的加速度大小至少為多大？（假設(shè)這個(gè)過程中小狗一直未動(dòng)）(2)若客車制動(dòng)時(shí)的加速度為5m/s2，在離小狗30m時(shí)，小狗發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)并立即朝前跑去．假設(shè)小狗起跑階段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a=3m/s2．已知小狗的最大速度為8m/s且能保持較長一段時(shí)間．試判斷小狗有沒有危險(xiǎn)，并說明理由．【答案】（1） （2）小狗是安全的【解析】【分析】【詳解】（1）長途客車運(yùn)動(dòng)的速度v=30m/s，在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)做勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的位移為：x1=v△t=30=15m所以汽車減速位移為：x2=x0x1=9515=80m根據(jù)速度位移關(guān)系知長途客車加速度大小至少為：．（2）若客車制動(dòng)時(shí)的加速度為a1=5m/s2，在離小狗x=30m時(shí)，客車速度為v1，則，代入數(shù)據(jù)解得v1=20m/s設(shè)t時(shí)速度相等，即v1+a1t=at解得：t=此時(shí)車的位移代入數(shù)據(jù)解得x3=狗的位移：即x4+x＞x3，所以小狗是安全的．9．如圖所示，斜面上表面光滑絕緣，傾角為θ，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球在斜面上被無初速度釋放，下滑多遠(yuǎn)后離開斜面.【答案】【解析】【分析】【詳解】小球沿斜面下滑，在離開斜面前，受到的洛倫茲力F垂直斜面向上，其受力分析圖沿斜面方向：mgsinθ=ma；垂直斜面方向：F+FNmgcosθ=0.其中洛倫茲力為F=Bqv.設(shè)下滑距離x后小球離開斜面，此時(shí)斜面對(duì)小球的支持力FN=0，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有v2=2ax，聯(lián)立以上各式解得10．在某路口，有按倒計(jì)時(shí)顯示的時(shí)間顯示燈．有一輛汽車在平直路面上正以36 km/h的速度朝該路口停車線勻速前行，在車頭前端離停車線70 m處司機(jī)看到前方綠燈剛好顯示“5”．交通規(guī)則規(guī)定：綠燈結(jié)束時(shí)車頭已越過停車線的汽車允許通過．(1)若不考慮該路段的限速，司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為1 s，司機(jī)想在剩余時(shí)間內(nèi)使汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)以通過停車線，則汽車的加速度至少為多大？(2)若該路段限速60 km/h，司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為1 s，司機(jī)反應(yīng)過來后汽車先以2 m/s
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