题目内容
如图所示,在倾角为30°的足够长的光滑斜面上有一质量为m的物体,它受到沿斜面方向的力F的作用.力F可按图(a)、(b)、(c)、(d)所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是F与mg的比值,力沿斜面向上为正).
已知此物体在t=0时速度为零,若用v1、v2、v3、v4依次表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率,则这四个速率中最大的是( )
已知此物体在t=0时速度为零,若用v1、v2、v3、v4依次表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率,则这四个速率中最大的是( )
A、v1 | B、v2 | C、v3 | D、v4 |
分析:对物体受力分析,根据拉力大小判断物体运动状态,由牛顿第二定律与运动学公式分析答题.
解答:解:物体受到重力、支持力与拉力作用,物体所受到的合力等于拉力F与重力平行于斜面向下的分力mgsin30°=0.5mg;
如图(a)所示,在前两秒内,F=0.5mg,方向向下,物体受到的合力为mg,方向向下,物体向下做加速度为g的匀加速运动,
在第3s内,物体受到的合力为零,物体做匀速直线运动,则3s末物体速度v1=2g,
如图(b)所示,0~1s,物体所受合力为零,物体静止,在1s~2s内,物体向下做匀加速运动,加速度为0.5g,在2s~3s内,物体向下做匀加速运动,加速度为g,3s末物体速度v2=0.5g×1+0.5g×1+g×1=2g;
如图(c)所示,物体在0~1s内向下做匀加速运动a=0.5g,在1~3s内,向下做匀加速运动加速度为g,3s末速度v3=3g;
如图(d)所示,物体在0~2s内向下做匀加速直线运动,加速度为g,在2~3s内,向下做匀减速运动,加速度为0.5g,3s末速度v4=1.5g;
故C正确
故选:C.
如图(a)所示,在前两秒内,F=0.5mg,方向向下,物体受到的合力为mg,方向向下,物体向下做加速度为g的匀加速运动,
在第3s内,物体受到的合力为零,物体做匀速直线运动,则3s末物体速度v1=2g,
如图(b)所示,0~1s,物体所受合力为零,物体静止,在1s~2s内,物体向下做匀加速运动,加速度为0.5g,在2s~3s内,物体向下做匀加速运动,加速度为g,3s末物体速度v2=0.5g×1+0.5g×1+g×1=2g;
如图(c)所示,物体在0~1s内向下做匀加速运动a=0.5g,在1~3s内,向下做匀加速运动加速度为g,3s末速度v3=3g;
如图(d)所示,物体在0~2s内向下做匀加速直线运动,加速度为g,在2~3s内,向下做匀减速运动,加速度为0.5g,3s末速度v4=1.5g;
故C正确
故选:C.
点评:对物体正确受力分析、应用牛顿第二定律、匀变速运动的速度公式与位移公式即可正确解题,4种情况,需要进行多次分析,增加的试题的难度.
练习册系列答案
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如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,存在着两个大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向与斜面垂直,两磁场的宽度MJ和JG均为L,一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框,由静止开始沿斜面下滑,当ab边刚越过GH进入磁场时,线框恰好以速度v0做匀速直线运动;当ab边下滑到JP与MN的中间位置时,线框又恰好以速度v做匀速直线运动.则下列说法正确的是( )
A、v=v0 | ||
B、线框离开MN的过程中电流方向为adcba | ||
C、当ab边刚越过JP时,线框加速度的大小为3 gsinθ | ||
D、从ab边刚越过GH到ab边刚越过MN过程中,线框产生的热量为2mgLsinθ+
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