题目内容
14.如图所示是某项体育比赛项目的示意图,运动员从距投掷点P前某处的O1点将比赛所用的物体由静止开始加速指向O2点推动,到P点释放,此时物体的速度vl=2m/s,物体在滑道上经滑行到O2点刚好停止.已知P点到O2点的间距为x=28m(物体可视为质点,O1和O2之间的滑道各处粗糙程度相同,重力加速度为g=10m/s2)(1)求物体和滑道之间的动摩擦因数.
(2)若在P处释放物体的速度为v2=1.5m/s,为了使物体仍能到达O2点,运动员从PO2的中点开始擦拭滑道,物体也恰好停在了O2点.设经擦试过后滑道和物体之间的动摩擦因数处处相等.求经擦拭过后滑道和物体之间的动摩擦因数.
分析 (1)物体在PO2段做匀减速直线运动,已知初速度、末速度和位移,可先由速度位移关系式求出加速度,再由牛顿第二定律求动摩擦因数.
(2)先根据速度位移关系式求出物体滑到PO2中点时的速度,再求中点到O2的加速度,即可由牛顿第二定律求解动摩擦因数.
解答 解:(1)物体在PO2段做匀减速直线运动,此过程有:${v}_{1}^{2}$=2a1x;
得 a1=$\frac{{v}_{1}^{2}}{2x}$=$\frac{{2}^{2}}{2×28}$=$\frac{1}{14}$m/s2
由牛顿第二定律得 μmg=ma1
解得μ=$\frac{1}{140}$=0.00714
(2)从P到$\frac{1}{2}$PO2处:${v}_{2}^{2}-{v}_{3}^{2}$=2${a}_{1}\frac{x}{2}$
从$\frac{1}{2}$PO2到O2处:μ′mg=ma2,${v}_{3}^{2}$=2${a}_{2}\frac{x}{2}$
联立解得 μ′=$\frac{1}{1120}$=0.000893.
答:
(1)物体和滑道之间的动摩擦因数为0.00714.
(2)经擦拭过后滑道和物体之间的动摩擦因数为0.000893.
点评 本题采用牛顿第二定律和运动学公式结合解答,关键是求加速度,也可以分段运用动能定理解答,更加简洁.
练习册系列答案
相关题目
4.下列说法正确的是( )
A. | 相同质量0℃的水的分子势能比0℃的冰的分子势能大 | |
B. | 大颗粒的盐磨成了细盐,就变成了非晶体 | |
C. | 自行车打气越打越困难主要是因为胎内气体压强增大而非分子间相互排斥的原因 | |
D. | 气体分子单位时间内与单位面积器壁发生碰撞的次数,与单位体积内气体的分子数和气体温度都有关 |
2.如图所示,用绝缘细线拴一带负电的小球P,在竖直平面内做圆周运动,已知外界的匀强电场方向竖直向下,则小球P在竖直面内做圆周运动过程中,下列分析正确的是( )
A. | 当小球运动到最高点a时,线的张力一定最小 | |
B. | 当小球运动到最低点b时,小球的速度一定最大 | |
C. | 当小球运动到最高点a时,小球的电势能最小 | |
D. | 小球在运动过程中机械能守恒 |
9.质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中,如果由于摩擦力的作用使得木块速率不变,则( )
A. | 因为速率不变,所以木块的加速度为零 | |
B. | 因为速率不变,所以木块机械能守恒 | |
C. | 因为速率不变,所以木块下滑过程中的摩擦力不变 | |
D. | 木块下滑过程中的加速度大小不变,方向时刻指向球心 |