题目内容
【题目】如图所示,有倾角为30°的光滑斜面上放一质量为2kg的小球,球被垂直于斜面的挡板挡住,若斜面足够长,g取10m/s2,求:
(1)球对挡板和斜面的压力大小;
(2)撤去挡板,3s末小球的速度大小;
(3)撤去挡板,2s内小球重力的平均功率.
【答案】(1) (2)(3)
【解析】
(1)小球处于静止状态,受到重力G、木板的弹力F和斜面的支持力N,根据平衡求出弹力和支持力.再由牛顿第三定律求出小球对斜面的压力和球对挡板的压力.(2)由牛顿第二定律求出加速度,然后由速度公式即可求出速度.(3)根据功率的定义求解平均功率.
(1)对小球进行受力小球受重力,挡板对球的弹力F,斜面对球的弹力N.如图所示:
将F和N合成,根据共点力平衡条件得出:,
代入数据解得:,
由牛顿第三定律可知:小球对挡板的压力大小为10N,对斜面的压力大小为.
(2)撤去挡板后,小球将沿斜面匀加速下滑,由牛顿第二定律
解得:
根据速度公式:
可得:
(3)小球在2s内运动的位移:
2s内重力做功为
2s内重力的平均功率:
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