题目内容
19.如图甲所示,一质量m=1kg的物块静置在倾角θ=37°的斜面上.从t=0时刻开始对物块施加一沿斜面方向的拉力F,取沿斜面向上为正方向,F随时间t变化的关系如图乙所示.已知物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.8,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列图象中能正确反映物块的速度v随时间t变化规律的是( )A. | B. | C. | D. |
分析 初始物块静止在斜面上,此时静摩擦力方向沿斜面向上;
当拉力增大时,静摩擦力减小并且方向沿斜面向上;
当拉力大于重力的分力时,拉力继续增大,静摩擦力增大并且方向沿斜面向下,物体受静摩擦力始终保持静止.
当拉力大于重力分力和最大静摩擦力之和时,物体开始沿斜面运动,受滑动摩擦力,根据牛顿第二定律可以求出加速度a.
F=-0.4N时,物体所受合力沿斜面向下,物体向上做匀减速运动,直到静止.
解答 解:对物体受力分析:重力沿斜面向下的分力Gx=mgsinθ=6 N,fmax=μmgcosθ=6.4 N,
初始物块静止在斜面上,此时静摩擦力方向沿斜面向上,平衡方程为:mgsinθ=f;
0-1s:F拉<mgsinθ时:静摩擦力沿着斜面向上,平衡方程:F拉+f静=mgsinθ;拉力增大,静摩擦力减小,
当mgsinθ<F拉<mgsinθ+fmax时,静摩擦力沿着斜面向下,平衡方程:mgsinθ+f静=F拉,拉力增大,静摩擦力增大,物体始终处于平衡状态,所以0~1 s时间内物块静止
1~2 s:F拉>mgsinθ+fmax物块沿斜面向上运动,受滑动摩擦力并且方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律得:F拉-(mgsinθ+f)=ma,F拉增大导致加速度a增大,将F拉=24.8N代入得:a=12.4 m/s2;
2 s后:F=0.4 N,拉力方向沿斜面向下,这一瞬间物体的速度仍沿斜面向上,根据牛顿第二定律得:F拉+mgsinθ+f=ma,将F拉=0.4N代入得:a=12.8 m/s2,物块沿斜面向上做匀减速直线运动,直到静止,由于物块减速时的加速度大小大于加速时的加速度大小,故物块减速到零的时间小于1 s,故C正确.
故选:C.
点评 此题需要根据物体的受力情况分析物体的状态,静摩擦力会受拉力的影响导致大小和方向发生变化,当物体运动起来,静摩擦力变为滑动摩擦力,此时根据牛顿第二定律可以求出加速度a.
A. | 铅球与氢气球均在人释放的位置,与人相对静止 | |
B. | 铅球仍然在人释放的位置,与人相对静止,而氢气球上升到电梯顶板 | |
C. | 铅球坠落到电梯顶板上,氢气球仍在人释放的位置,与人相当静止 | |
D. | 铅球坠落到电梯底板上,氢气球上升到电梯顶板 |
A. | 该电容器给手机电池充电时,电容器的电容变小 | |
B. | 该电容器给手机电池充电时,电容器存储的电能变少 | |
C. | 该电容器给手机电池充电时,电容器所带的电荷量可能不变 | |
D. | 充电结束后,电容器不带电,电容器的电容为零 |
A. | 地面上的观察者看到这些物体在空中排成一条直线,它们都做平抛运动 | |
B. | 地面上的观察者看到这些物体在空中排列在抛物线上,它们都做平抛运动 | |
C. | 飞机上的观察者看到这些物体在空中排成一条直线,它们都做自由落体运动 | |
D. | 飞机上的观察者看到这些物体在空中排列在抛物线上,它们都做自由落体运动 |
A. | A球落水时的速度大小为10m/s | B. | B球落水时的速度大小为10m/s | ||
C. | 一开始A球距湖面高为H=5m | D. | 一开始B球距湖面高为5m |
A. | 利用氧气的摩尔质量、密度以及阿伏加德罗常数就可以算出氧气分子体积 | |
B. | 一定质量的理想气体,内能只与温度有关与体积无关 | |
C. | 固体很难被压缩是因为其内部的分子之间存在斥力作用 | |
D. | 只要物体与外界不发生热量交换,其内能就一定保持不变 | |
E. | 物体温度升高,内能可能降低 |