题目内容
如图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面,最后停在C点.现每隔0.2s通过传感器测量物体的运动速率v,下表给出了部分测量数据.设物体经过B点前后速率不变,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)物体在AB段和BC段的加度a1和a2
(2)物体与水平面之间的动摩擦因数μ
(3)物体运动到B点时的速率VB.
t(s) | 0.0 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | … | 1.4 | 1.6 | … |
v(m/s) | 0.0 | 0.0 | 1.0 | 2.0 | … | 1.1 | 0.7 | … |
(2)物体与水平面之间的动摩擦因数μ
(3)物体运动到B点时的速率VB.
分析:(1)分析物体的运动过程,结合v-t测量数据,运用加速度定义式求出加速度大小;
(2)对物体在水平面上受力分析,运用牛顿第二定律求出问题.
(3)由表可知,物体开始运动的时刻t0=0.2s,设运动到B的时刻为t,根据运动学公式结合表格数据列式即可求解.
(2)对物体在水平面上受力分析,运用牛顿第二定律求出问题.
(3)由表可知,物体开始运动的时刻t0=0.2s,设运动到B的时刻为t,根据运动学公式结合表格数据列式即可求解.
解答:解:(1)根据题意知道物体先在斜面上做匀加速直线运动,然后在水平面上做匀减速直线运动到停止.
由公式a=
可得两段的加速度大小分别为:
a1=5m/s2,方向沿斜面向下;
a2=2m/s2,方向水平向左
(2)物体在水平面受重力、支持力、摩擦力.重力与支持力抵消,FN=mg,合力就是摩擦阻力.
根据牛顿第二定律
-μmg=ma2
代入数值得μ=0.2
(3)由表可知,物体开始运动的时刻t0=0.2s,设运动到B的时刻为t,则有如下运动学方程:
vB=a1(t-t0)
v1.4=vB+a2(t1.4-t)
由以上二式解得:t=0.7s,vB=2.5m/s
答:(1)物体在AB段和BC段的加度a1的大小为5m/s2,方向沿斜面向下,a2的大小为2m/s2,方向水平向左;
(2)物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2;
(3)物体运动到B点时的速率VB为2.5m/s.
由公式a=
△v |
△t |
a1=5m/s2,方向沿斜面向下;
a2=2m/s2,方向水平向左
(2)物体在水平面受重力、支持力、摩擦力.重力与支持力抵消,FN=mg,合力就是摩擦阻力.
根据牛顿第二定律
-μmg=ma2
代入数值得μ=0.2
(3)由表可知,物体开始运动的时刻t0=0.2s,设运动到B的时刻为t,则有如下运动学方程:
vB=a1(t-t0)
v1.4=vB+a2(t1.4-t)
由以上二式解得:t=0.7s,vB=2.5m/s
答:(1)物体在AB段和BC段的加度a1的大小为5m/s2,方向沿斜面向下,a2的大小为2m/s2,方向水平向左;
(2)物体与水平面之间的动摩擦因数为0.2;
(3)物体运动到B点时的速率VB为2.5m/s.
点评:本题考查了牛顿第二定律及匀变速直线运动基本公式的应用,要求同学们能正确对物体进行受力分析.根据物理规律结合实验数据解决问题是考试中常见的问题.
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