题目内容

如图所示.质量为m=10kg的物体在F=90N的平行于斜面向上的拉力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动.斜面固定不动.与水平地面的夹角θ=37°力F作用t1=8s后撤去.物体在斜面上继续上滑了t2=1s后,速度减为零.(已知 sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)物体沿斜面上升过程中的总位移A
(3)物块能否返回底端,若不能说明理由;若能.计算滑回底端时速度.
分析:(1)对物体进行受力分析,根据牛顿第二定律求出F作用前后的加速度的表达式,再根据运动学基本公式列式即可求解动摩擦因数;
(2)根据第一问的表达式求出匀加速上升和匀减速上升的加速度,根据位移时间公式求出上升的总位移,
(3)根据条件判断物体速度为零后能否保持静止,若不能则要返回出发点,若能则根据运动学基本公式求解速度.
解答:解:当拉力作用在物体上时受力情况答图所示,设加速运动时的加速度大小为a1,
末速度为v,撤去拉力后减速运动时的加速度大小为a2,则:
N=mgcosθ,
F-f-mgsinθ=ma1,
f=μN,
f+mgsinθ=ma2.
由运动学规律可知v=a1t1,v=a2t2,
解得μ=
F-(1+
t2
t1
)mgsinθ
(1+
t2
t1
)mgcosθ
.
代入数据得μ=0.25,a1=1m/s2,a2=8m/s2.
(2)物体的总位移:s=
1
2
a1t12+
1
2
a2t22,
代入数据得s=36m.
(3)因为tan37°=0.75>μ=0.25
所以mgsin37°>μmgcos37°
所以物块不能保持静止,能返回底端,滑回底端时速度为v,
则v2=2as=2s(gsinθ-μgcosθ)
代入数据解得:v=12
2
m/s
答:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ为0.25;
(2)物体沿斜面上升过程中的总位移为36m;
(3)物块可以返回底端,滑回底端时速度为12
2
m/s.
点评:本题主要考察了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用,抓住匀加速运动的末速度即为匀减速运动的初速度列式,注意mgsinθ>μmgcosθ,物体速度等于零后又返回到出发点,难度适中.
练习册系列答案
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(选修3-5)
(1)核能是一种高效的能源.
①在核电站中,为了防止放射性物质泄漏,核反应堆有三道防护屏障:燃料包壳,压力壳和安全壳(见图甲).结合图乙可知,安全壳应当选用的材料是
混凝土
混凝土
.

②图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章,通过照相底片被射线感光的区域,可以判断工作人员受到何种辐射.当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光,而铅片下的照相底片未被感光时,结合图2分析工作人员受到了
β
β
射线的辐射;当所有照相底片被感光时,工作人员受到了
γ
γ
射线的辐射.
(2)下列说法正确的是
A.卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构
B.受普朗克量子论的启发,爱因斯坦在对光电效应的研究中,提出了光子说
C.核反应方程
 
238
92
U→
 
234
90
Th+
 
4
2
He属于裂变
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①平板车最后的速度是多大?
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