题目内容

10.质量m=1.5kg的物块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离x=lm后撤去该力,物块继续滑行t=2s停在B点,已知物块与水平面间的动摩擦μ=0.2,重力加速度g=l0m/s2,求:(1)撤去恒力时,物块的速度大小;
(2)恒力F的大小.

分析 (1)应用牛顿第二定律求出撤去恒力后的加速度,然后应用匀变速直线运动的速度公式求出撤去恒力时的速度.
(2)对物块应用动能定理可以求出恒力大小.

解答 解:(1)撤去恒力时,由牛顿第二定律得:μmg=ma,解得:a=μg=2m/s2
撤去恒力时物块的速度:v=at=2×2=4m/s;
(2)恒力作用过程,由动能定理得:
Fx-μmgx=$\frac{1}{2}$mv2-0,解得:F=15N;
答:(1)撤去恒力时,物块的速度大小为4m/s;
(2)恒力F的大小为15N.

点评 本题考查了求物块的速度与恒力大小问题,分析清楚物块运动过程是解题的前提,应用牛顿第二定律、运动学公式与动能定理可以解题.

练习册系列答案
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20.某同学用如图甲所示的装置通过研究重锤的落体运动来验证机械能守恒定律.已知重力加速度为g.

①在实验所需的物理量中,需要直接测量的是B,通过计算得到的是D.(填写代号)
A.重锤的质量
B.重锤下落的高度
C.重锤底部距水平地面的高度
D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度
②在实验得到的纸带中,我们选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律.图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点,F点是第n个点.设相邻点间的时间间隔为T,下列表达式可以用在本实验中计算F点速度vF的是C.
A.vF=g(nT )                B.vF=$\sqrt{2g{h}_{n}}$     C.vF=$\frac{{h}_{n+1}-{h}_{n-1}}{2T}$                D.vF=$\frac{{x}_{n+1}-{x}_{n}}{2T}$
③若代入图乙中所测的数据,求得$\frac{1}{2}{v}_{n}^{2}$在差范围内等于ghn(用已知量和图乙中测出的物理量表示),即可验证重锤下落过程中机械能守恒.即使在操作及测量无误的前提下,所求$\frac{1}{2}{v}_{n}^{2}$也一定会略小于(选填“大于”或“小于”)后者的计算值,这是实验存在系统误差的必然结果.
④另一名同学利用图乙所示的纸带,分别测量出各点到起始点的距离h,并分别计算出各点的速度v,绘出v2-h图线,如图丙所示.从v2-h图线求得重锤下落的加速度g′=9.80m/s2( 保留3位有效数字 ).则由上述方法可知,这名同学是通过观察v2-h图线是否过原点,以及判断g与g′(用相关物理量的字母符号表示)在实验误差允许的范围内是否相等,来验证机械能是否守恒的.

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