题目内容
如图所示,倾角为37°的斜面固定在水平地面上,质量m=1kg的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉力F,此后,物体到达C点时速度为零.通过速度传感器测得这一过程中物体每隔0.2s的瞬时速度,下表给出了部分数据.求:| t/s | 0.0 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | … | 1.8 | 2.0 | 2.2 | … |
| v/m?s-1 | 0.0 | 1.2 | 2.4 | 3.6 | … | 6.0 | 4.0 | 2.0 | … |
(2)恒力F的大小;
(3)AC间的距离.
【答案】分析:(1)利用表中的数据,根据加速度的定义求加速度;然后根据牛顿第二定律列式求解出动摩擦因素.
(2)先由匀变速运动求出加速度的大小,再由受力分析和牛顿第二定律求出力的大小.
(3)利用匀变速直线运动中速度与时间的关系求出最大速度,再根据平均速度的定义求解位移.
解答:解:(1)匀加速过程:a1=
=6m/s2
撤去力后匀减速:a2=
=-10m/s2
由牛顿第二定律得:-(mgsin37°+μmgcos37°)=ma2
解得:μ=0.5
(2)匀加速过程,由牛顿第二定律得:F-mgsin37°-μmgcos37°=ma1
解得:F=16N
(3)设加速时间为t1,减速时间为t2
最大速度:vm=a1t1
0=a1t1+a2(t2-t1)
在2.2s时的速度为2.0m/s:有:2.0=vm-a2(2.2-t1)
SAC=
联立解出:SAC=10.8m
答:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ为0.5;
(2)恒力F的大小为16N;
(3)AC间的距离为10.8m.
点评:本题考查匀变速直线运动规律,是典型的牛顿定律解题中的一类.关键是应用加速度定义和牛顿第二定律表示加速度的大小,这是一道好题!
(2)先由匀变速运动求出加速度的大小,再由受力分析和牛顿第二定律求出力的大小.
(3)利用匀变速直线运动中速度与时间的关系求出最大速度,再根据平均速度的定义求解位移.
解答:解:(1)匀加速过程:a1=
撤去力后匀减速:a2=
由牛顿第二定律得:-(mgsin37°+μmgcos37°)=ma2
解得:μ=0.5
(2)匀加速过程,由牛顿第二定律得:F-mgsin37°-μmgcos37°=ma1
解得:F=16N
(3)设加速时间为t1,减速时间为t2
最大速度:vm=a1t1
0=a1t1+a2(t2-t1)
在2.2s时的速度为2.0m/s:有:2.0=vm-a2(2.2-t1)
SAC=
联立解出:SAC=10.8m
答:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ为0.5;
(2)恒力F的大小为16N;
(3)AC间的距离为10.8m.
点评:本题考查匀变速直线运动规律,是典型的牛顿定律解题中的一类.关键是应用加速度定义和牛顿第二定律表示加速度的大小,这是一道好题!
练习册系列答案
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