题目内容
15.如图所示,物块的质量m=1kg,初速度v0=10m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示,g=10m/s2.下列说法中正确的是( )A. | 0~5s内物块做匀减速运动 | |
B. | 在t=1s时刻,恒力F反向 | |
C. | 恒力F大小为10N | |
D. | 物块与水平面间的动摩擦因数为0.2 |
分析 通过图象可知,物体在恒力F作用下先做匀减速直线运动,恒力F反向后做匀减速子线运动,根据图象求出匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度大小,结合牛顿第二定律求出恒力F和摩擦力的大小.结合运动规律求出恒力F反向时刻.
解答 解:根据v2=2ax结合图象可知,图象的斜率表示加速度;由图象可知:
物块在前5 m位移内做匀减速运动,在5~13 m位移内做匀加速运动,且由图象斜率得匀减速运动的加速度大小为:
a1=$\frac{100}{2×5}$m/s2=10 m/s2,
匀加速运动的加速度大小为:
a2=$\frac{64}{2×(13-5)}$m/s2=4 m/s2,
匀减速运动的时间为:
t=$\frac{v_{0}}{a}$=$\frac{10}{10}$=1 s,故1s时刻时,恒力F一定反向;
又由牛顿第二定律得:F+μmg=ma1和F-μmg=ma2,联立解得:F=7 N,动摩擦因数为:μ=0.3.故ACD错误,B正确;
故选:B.
点评 解决本题的关键通过图象理清物体在整个过程中的运动规律,要知道斜率代表的含义;结合牛二定律和运动学公式进行分析,求解力的大小.注意图中给出的是速度平方与位移的关系.
练习册系列答案
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20.如图所示,光滑的水平地面上有三块木块a、b、c,质量均为m,a、c之间用轻质细绳连接.现用一水平恒力F作用在b上,三者开始一起做匀加速运动,运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面,系统仍加速运动,且始终没有相对滑动.则在粘上橡皮泥并达到稳定后,下列说法正确的是( )
A. | 无论粘在哪块木块上面,系统的加速度一定减小 | |
B. | 若粘在a木块上面,绳的张力减小,a、b间摩擦力不变 | |
C. | 若粘在b木块上面,绳的张力一定增大,a、b间摩擦力一定都减小 | |
D. | 若粘在c木块上面,绳的张力和a、b间摩擦力一定都增大 |
7.如图是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器,速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B1和E.平板上有可让粒子通过的狭缝和记录粒子位置的照相底片,平板下方有强度为B2的匀强磁场.下列表述正确的是( )
A. | 质谱仪是分析同位素的重要工具 | |
B. | 因为速度选择器并不选择粒子的电性,因此无法判断图中粒子的电性 | |
C. | 选择器中电场的方向应该为水平向右 | |
D. | 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝,粒子的比荷越小 |
5.质量相等的三个物体在一光滑水平面上排成一直线,且彼此隔开一定距离,如图所示,具有初动能E0的第一号物块向右运动,依次与其余两个静止物块发生碰撞,最后这三个物块粘成一个整体,这个整体的动能等于( )
A. | E0 | B. | $\frac{{2E}_{0}}{3}$ | C. | $\frac{{E}_{0}}{9}$ | D. | $\frac{{E}_{0}}{3}$ |