相对于地面的加速度

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一、选择题

1、 一只质量为m 的猴,原来抓住一根用绳吊在天花板上的质量为M 的直杆,悬线突然断

开,小猴则沿杆子竖直向上爬以保持它离地面的高度不变,此时直杆下落的加速度为

A 、

g M m . B 、g M

m M -. C 、g M m M +. D 、g m M m M -+. [ C ] 2、如图所示,置于水平光滑桌面上质量分别为1m 和2m 的物体A 和B 之间夹有一轻弹簧,首先用双手挤压A 和B 使弹簧处于压缩状态,然后撤掉外力,则在A 和B 被弹开的过程中:

A 、系统的动量守恒,机械能不守恒;

B 、系统的动量守恒,机械能守恒;

C 、系统的动量不守恒,机械能守恒;

D 、系统的动量和机械能都不守恒。 [ B ]

3、一盘秤读数为零,现从盘面上方高h =4.9m 处将小铁球以每秒100个的速率落入盘中,铁球入盘后留存盘内,每个小球的质量m =0.02kg ,且都从同一高度静止下落,则从第一颗球开始进入盘中开始计时,在第10秒时盘秤的读数为:

A 、19.6N

B 、196N

C 、215.6N

D 、21.56N [ B ]

4、质量为20g 的子弹沿x 轴正向以500m·S -1的速率射入一木块后与木块一起沿X 轴正向以50m·S -1的速率前进,在此过程中木块所受冲量的大小为

A 、10N·S

B 、-10N·S

C 、9N·S

D 、-9N·S [ D ]

5、以下几种说法中,正确的是

(A)质点所受冲量越大,动量就越大;

(B)作用力的冲量与反作用力的冲量等值反向;

(C)作用力的功与反作用力的功等值反号;

(D)物体的动量改变,物体的动能必改变。 [ B ]

二、填空题

1、一冰块由静止开始沿与水平方向成300倾角的光滑斜屋顶下滑10m 后到达屋缘,若屋缘高出地面10m ,则冰块从脱离屋缘到落地过程中越过的水平距离为 35m 。

2、质量分别为200kg 和500kg 的甲、乙两船静止于湖中,甲船上一质量为50kg 的人通过轻绳拉动乙船,经5秒钟乙船速度达到0.5m·s -1,则人拉船的恒力为

50 N ,甲船此时的速度为 1 m/s 。 3、总质量为M+2m 的烟花从离地面高h 处自由落到h/2时炸开,一上一下地飞出质量均为m 的两块,它们相对于烟花的速度大小相等,爆炸后烟花从h/2处落到地面的时间为t 1,如烟花在自由中不爆炸,则它从h/2处落到地面的时间t 2为 t 1 。

4、质量为m 1、m 2的两长方木块,紧靠在一起位于光滑水平面上,一子弹沿垂直于紧靠面

m

M A B

1m 2m

的方向入射,穿过m 1和m 2的时间分别为Δt 1和Δt 2,且两木块对子弹的阻力均为f ,则子弹穿出两木块后,m 1和m 2的速度大小分别为 211m m t f +∆ 和 2

1122m m t f m t f +∆+∆ 。 5、质量M=10kg 的物体放在光滑水平面上与一个一端自由、一端固定,弹性系数k =1000N·m -1的轻质弹簧相连。今有一质量m =1kg 的小球以水平速度沿使弹簧压缩的方向飞来,与物体M 碰撞后以s m /2=υ的速度弹回,则碰撞后弹簧的最大压缩量为 200cm (0.2m) 。

三、计算题

1、升降机内有两物体,质量分别为1m ,2m ,且2m =21m .用细绳连接,跨过滑轮,绳子不可伸长,滑轮质量及一切摩擦都忽略不计,当升降机以匀加速a =21

g 上升时,求:(1) 1m 和2m 相对升降机的加速度.(2)在地面上观察1m ,2m 的加速度各为多少?

解: 分别以1m ,2m 为研究对象,其受力图如图(b)所示. (1)设2m 相对滑轮(即升降机)的加速度为a ',则2m 对地加速度a a a -'=2;因绳不可伸长,

故1m 对滑轮的加速度亦为a ',又1m 在水平方向上没有受牵连运动的影响,所以1m 在水平方向对地加速度亦为a ',由牛顿定律,有

)(22a a m T g m -'=-

a m T '=1

题2-5图

联立,解得g a ='方向向下

(2) 2m 对地加速度为

22g a a a =

-'= 方向向上

1m 在水面方向有相对加速度,竖直方向有牵连加速度,即牵相绝a a a +='

∴ g g g a a a 25422221=+=+'=

a a '=arctan θo 6.2621arctan ==,左偏上.

2、一质量为m 的小球从某一高度处水平抛出,落在水平桌面上发生弹性碰撞.并在抛出1 s ,跳回到原高度,速度仍是水平方向,速度大小也与抛出时相等.求小球与桌面碰撞过程中,桌面给予小球的冲量的大小和方向.并回答在碰撞过程中,小球的动量是否守恒? 解: 由题知,小球落地时间为s 5.0.因小球为平抛运动,故小球落地的瞬时向下的速度大小为g gt v 5.01==,小球上跳速度的大小亦为g v 5.02=.设向上为y 轴正向,则动量的

增量 12v m v m p -=∆方向竖直向上,

大小 mg mv mv p =--=∆)(12

碰撞过程中动量不守恒.这是因为在碰撞过程中,小球受到地面给予的冲力作用.另外,碰撞前初动量方向斜向下,碰后末动量方向斜向上,这也说明动量不守恒.

3、设N 67j i F -=合.(1) 当一质点从原点运动到m 1643k j i r ++-=时,求F 所作的功.(2)如果质点到r 处时需0.6s ,试求平均功率.(3)如果质点的质量为1kg ,试求动能的变化. 解: (1)由题知,合F 为恒力, ∴ )1643()67(k j i j i r F A

++-⋅-=⋅=合

J 452421-=--= (2) w 756.045==∆=t A P

(3)由动能定理,

J 45-==∆A E k