题目内容
6.如图甲所示,水平面有一小滑块静止在A点,滑块质量m=2kg.水平面与一足够长的斜面通过一小段光滑圆弧连接,斜面倾角θ=30°.已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,某时刻给滑块施加一水平恒力F,滑块运动2s后第一次达到斜面底端B点,同时撤掉水平力F.滑块在AB间运动的位移和时间平方的关系如图乙所示,最后滑块回到A点静止,g=10m/s2.求:(1)水平恒力F的大小;
(2)滑块运动的时间.
分析 (1)根据乙图求得加速度,根据牛顿第二定律求得拉力;
(2)根据运动学公式求得到达B点的速度,由于滑块从A到B和B到A是对称的,滑块返回到B点速度相同,判断蹙额斜面光滑,利用牛顿第二定和运动学公式即可求得运动的总时间
解答 解:(1)由图乙可知滑块在水平面上做匀加速直线运动,图线斜率$k=\frac{1}{2}{a}_{1}$ 得 ${a}_{1}=2m/{s}^{2}$
根据牛顿第二定律得:F-μmg=ma1
解得F=8 N
(2)滑块在B点:v=a1t1=4m/st1=2s
滑块从B点到A点:μmg=ma2
得 ${a}_{2}=2m/{s}^{2}$
由此可知滑块从A到B和B到A是对称的,滑块返回到B点速度也是 v=a2t2=4m/s
由B到A的时间 t2=2s
再由对称性可知,滑块在斜面上运动也是对称的,即在斜面上滑块先作匀减速运动到速度为零,然后做匀加速运动,滑块向上和向下运动的加速度相同,滑块不受摩擦力,故斜面是光滑的
故在斜面上有 mgsinθ=ma3
由 v=a3t3=4m/s 得 t3=0.8s
滑块运动的时间 t=t1+t2+t3=5.6s
答:(1)水平恒力F的大小为8N;
(2)滑块运动的时间为5.6s.
点评 本题是牛顿第二定律和运动学的综合应用,关键要抓住物体在斜面上运动具有对称性,上滑和下滑时间相等,不能漏解.
练习册系列答案
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B. | A与B相对于O点转动的线速度大小相同 | |
C. | A与B相对于O点转动的角速度大小相同 | |
D. | A与B相对于O点转动的向心加速度大小相同 |
5.某实验小组利用如图甲所示的电路测定电源的电动势和内阻,提供的器材为:
A.干电池两节,每节电池的电动势为1.5V,内阻未知
B.直流电压表V1、V2,内阻很大
C.直流电流表A,内阻可忽略不计
D.定值电阻R0,阻值未知,但不小于5Ω?
E.滑动变阻器
F.导线和开关
(1)该同学设计了如图甲所示的电路,请你用画线做导线正确连接图乙所示的实物图.
(2)该同学利用图乙电路完成实验时,由于某跟导线发生断路故障,因此只记录了一个电压表和电流表的示数,如表所示:
试利用表格中的数据作出U-I图.由图象可知,两节干电池总电动势值为2.88V,总内阻为3.37(结果保留三位有效数字).由计算得到的数据可以判断能够正确示数的电压表应为表V1(选填“V1”或“V2”).
A.干电池两节,每节电池的电动势为1.5V,内阻未知
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C.直流电流表A,内阻可忽略不计
D.定值电阻R0,阻值未知,但不小于5Ω?
E.滑动变阻器
F.导线和开关
(1)该同学设计了如图甲所示的电路,请你用画线做导线正确连接图乙所示的实物图.
(2)该同学利用图乙电路完成实验时,由于某跟导线发生断路故障,因此只记录了一个电压表和电流表的示数,如表所示:
U/V | 2.62 | 2.48 | 2.34 | 2.20 | 2.06 | 1.92 |
I/A | 0.08 | 0.12 | 0.19 | 0.20 | 0.24 | 0.28 |
2.氢原子能级的示意图如图所示,大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a,从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b,则( )
A. | 在水中传播时,a光较b光的速度小 | |
B. | 氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时辐射出的光子的能量可能小于0.66eV | |
C. | 一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线 | |
D. | 若a光照射某种金属能发生光电效应,则b光照射这种金属也一定能发生光电效应 |
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