3.甲乙两车在同一条笔直公路上做同方向的直线运动, 从t=0时刻开始,甲车的运动规律为X=10t,,乙车刹车,其运动规律为X=50+10t-2t2 (以上两式各物理量的单位均为国际基本单位) ,则从t=0开始,甲追上乙的时间是:( )
A. 5 s B. 6.25s C. 3.15s D. 10s
【答案】B
【解析】
【分析】
若两者相遇,则两者位移相同,直接令甲乙两车位移相等,可得出结果.
【详解】由x=50+10t-2t2,知乙车的初速度为v0=10m/s,加速度为a=-4m/s2,
甲匀速运动的速度为 v=10m/s
t=0时刻乙在甲的前方距离 s=50m
乙车刹车到停止运动的时间为
此过程中乙车的位移
甲车的位移为 x甲=10t0=25m,可知甲车还没有追上乙,设再需要时间t甲追上乙,则
共用时间为 t总=6.25s
故选B.
【点睛】正确的运动分析,能根据位移关系得出相遇条件,从而由运动学公式求解即可,注意运动学公式成立的条件.
4.如图所示,人的质量为M,物块的质量为m,且M>m,若不计滑轮的摩擦,则当人拉着绳向后退回一步后,人和物块仍保持静止,若人对地面的压力大小为F1、人受到地面的摩擦力大小为F2、人拉绳的力的大小为F3,则下列说法中正确的是()
A. F1、F2、F3均不变 B. F1增大、F2增大,F3不变
C. F1增大、F2减小、F3减小 D. F1减小、F2减小,F3不变
【答案】B
【解析】
【详解】对人受力分析,受重力、拉力、支持力和静摩擦力,如图:
由平衡条件得:N+mgsinθ=Mg,f=mgcosθ,当人拉着绳向后退一步后,θ将变小;故f=mgcosθ会变大,N =Mg- mgsinθ 也将变大,但绳子拉力不变;结合牛顿第三定律,人对地面的压力大小F1变大、人受到地面的摩擦力大小F2变大、人拉绳的力的大小F3不变;故选B.
【点睛】当人拉着绳向左跨出一步后,人和物仍保持静止,所以人和物始终处于平衡状态,分别对物体和人受力分析应用平衡条件,列出平衡方程分析即可.
5.在地面上以初速度v0竖直向上抛出一小球,经过2t0时间小球落回抛出点,其速率为v1,已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比,则小球在空中运动时速率随时间的变化规律可能是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球上升过程中,由牛顿第二定律
故随速度的减小,加速度逐渐减小,v-t线切线的斜率逐渐减小;当物体下降过程中,由牛顿第二定律
则随速度逐渐增大,加速度逐渐减小,v-t线切线的斜率逐渐减小;由于有阻力作用,故回到地面的速度将小于初速度v0
A.A项图与上述分析结论相符,故A正确;
B.B项图与上述分析结论不相符,故B错误;
C.C项图与上述分析结论不相符,故C错误;
D.D项图与上述分析结论不相符,故D错误;
6.物体b在力F作用下将物体a压向光滑的竖直墙壁,a始终处于静止状态.如图所示,当F逐渐增大时下列说法中正确的是( )
A. a受的摩擦力有两个
B. a与b间的摩擦力大小随F的增大而增大
C. a受的摩擦力大小不随F的增大而变化
D. b相对a的运动趋势方向竖直向下
【答案】C
【解析】
与a接触的面有两个,墙与a接触面,但墙壁光滑,不存在摩擦力,a与b接触面,存在摩擦力,所以a受到的摩擦力只有一个,方向竖直向上,由于a处于静止,所以a受到的重力和摩擦力是一对平衡,故a与b间的摩擦力大小等于重力与F无关,故AB错误C正确;如果b与a接触面光滑,则a相对b向下滑动,所以b相对a有向上运动的趋势,D错误;
【点睛】判断摩擦力存在与否的两个条件,一是接触面是否光滑和有弹力,二是两者是否具有相对运动或者相对运动趋势,在判断摩擦力大小变化时,需要注意是静摩擦力还是滑动摩擦力,静摩擦力可以根据共点力平衡条件分析,与接触面间的压力无关