题目内容
(18分)如图所示,质量足够大、截面是直角梯形的物块静置在光滑水平地面上,其两个侧面恰好与两个固定在地面上的压力传感器X、Y相接触。图中AB高H=0.3m,AD长L=0.5m。斜面倾角
。可视为质点的小物块P(图中未画出)质量m=1kg,它与斜面的动摩擦因数
可以通过更换斜面表面的材料进行调节,调节范围是
。![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/201408250043220821319.png)
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(1)令
,将P由D点静止释放,求P在斜面上的运动时间。
(2)令
,在A点给P一个沿斜面上的初速度
,求P落地时的动能。
(3)将压力传感器X、Y接到同一个数据处理器上,已知当X和Y受到物块压力时,分别显示正值和负值。对于不同的
,每次都在D点给P一个方向沿斜面向下、大小足够大的初速度,以保证它能滑离斜面。求滑行过程中处理器显示的压力F随
变化的函数关系式,并在坐标系中画出其函数图象。
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(1)令
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(2)令
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825004322176618.png)
(3)将压力传感器X、Y接到同一个数据处理器上,已知当X和Y受到物块压力时,分别显示正值和负值。对于不同的
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825004322051301.png)
(1)
(2)
(3)
,图象见解析
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试题分析:(1)当
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由牛顿第二定律得:
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设P 在斜面上运动的时间为t,由运动学公式得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825004322457625.png)
代入数据解得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825004322472576.png)
(2)设P沿斜面上滑位移为
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![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/201408250043225031402.png)
代入数据解得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825004322519542.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825004322550379.png)
设P 落地时的动能为Ek,由动能定理得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825004322566169.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/201408250043225811362.png)
代入数据解得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825004322613598.png)
(3)P沿斜面下滑的过程中,物块的受力如图所示,设传感器对物块的压力为F,取向右为正方向,
由平衡条件可得:
F+FNsin
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825004322628297.png)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825004322628297.png)
其中:FN=mgcos
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Ff=
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825004322051301.png)
代入数据解得:
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140825/20140825004322379675.png)
其图象如图所示。 … 2 分
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