题目内容
19.(1)在0~2s时间内A和B加速度的大小
(2)A在B上总的运动时间.
分析 (1)对A、B受力分析,根据牛顿第二定律可以求出加速度的大小;
(2)根据A、B的加速度的大小,利用速度时间的关系式和它们之间的距离可以计算时间的大小.
解答 解:(1)在0~2s时间内,A和B的受力如图所示,![]()
其中f1、N1是A与B之间的摩擦力和正压力的大小,f2、N2是B与C之间的摩擦力和正压力的大小,方向如图所示.
由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得
f1=μ1N1 ①
N1=mgcosθ ②
f2=μ2N2 ③
N2=N1+mgcosθ ④
规定沿斜面向下为正,设A和B的加速度分别为a1和a2,
由牛顿第二定律得
mgsinθ-f1=ma1 ⑤
mgsinθ+f1-f2=ma2 ⑥
联立①②③④⑤⑥式,并代入题给的条件得
a1=3m/s2 ⑦
a2=1m/s2⑧
(2)在t1=2s时,设A和B的速度分别为v1和v2,则
v1=a1t1=6m/s ⑨
v2=a2t1=2m/s ⑩
t>t1时,设A和B的加速度分别为a1′和a2′,此时A与B之间摩擦力为零,
同理可得:
a1′=6m/s2⑪
a2′=-2m/s2⑫
即B做减速运动.
设经过时间t2,B的速度减为零,则有
v2+a2′t2=0⑬
联立⑩⑫⑬式得
t2=1s
在t1+t2时间内,A相对于B运动的距离为
s=$(\frac{1}{2}{a}_{1}{t}_{1}^{2}+{v}_{1}{t}_{2}+\frac{1}{2}{a}_{1}^{′}{t}_{2}^{2})-(\frac{1}{2}{a}_{2}{t}_{1}^{2}+{v}_{2}{t}_{2}+\frac{1}{2}{a}_{2}^{′}{t}_{2}^{2})$
=12m<27m
此后B静止不动,A继续在B上滑动.
设再经过时间t3后A离开B,则有
l-s=$({v}_{1}+{a}_{1}^{′}{t}_{2}){t}_{3}+\frac{1}{2}{a}_{1}^{′}{t}_{3}^{2}$
可得
t3=1s(另一解不合题意,舍去)
设A在B上总的运动时间为t总,有
t总=t1+t2+t3=4s
(利用下面的速度图线求解也可)![]()
答:(1)在0~2s时间内A和B加速度的大小分别为3m/s2和1m/s2;
(2)A在B上总的运动时间为4s.
点评 本题是对牛顿第二定律和运动学公式的综合的应用,分析清楚物体的运动的情况和受力的情况,根据运动学的公式来求解,本题的难度比较大.
| A. | 两球的动量变化和落地时的动量都相同 | |
| B. | 两球的动量变化和落地时的动量都不相同 | |
| C. | 两球的动量变化相同,但落地时的动量不相同 | |
| D. | 两球的动量变化不相同,但落地时的动量相同 |
| A. | 从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小 | |
| B. | 从N到P的过程中,速率先增大后减小 | |
| C. | 从N到Q的过程中,电势能一直增加 | |
| D. | 从P到Q的过程中,动能减少量小于电势能增加量 |
| A. | 副线圈中的电流比为1:2 | B. | 副线圈输出功率比为2:1 | ||
| C. | 副线圈的接入匝数比为2:1 | D. | 原线圈输入功率比为1:2 |
| A. | $\frac{1}{2}$R | B. | $\frac{7}{2}$R | C. | 2R | D. | $\frac{\sqrt{7}}{2}$R |
| 时间t(s) | 0~2 | 2~4 | 4~6 | 6~8 |
| 拉力F(N) | 4 | 8 | 4 | 8 |
(2)6s~8s内拉力F所做的功.
| A. | 波的频率与波源的频率无关 | |
| B. | 此时P、Q两质点振动方向相同 | |
| C. | 再经过0.5s,波恰好传到坐标为(-5m,0)的位置 | |
| D. | 能与该波发生干涉的横波的频率一定为3Hz |