题目内容

16.物体质量m=5kg,放在动摩擦因数为μ=0.2的水平地面上,受到F=15N的水平力作用静止起移动s1=4m后撤去F,再移动s2=1m,求此时物体速度的大小.

分析 根据牛顿第二定律求出物体的加速度,通过位移速度公式求出物体的速度;撤去拉力后,通过牛顿第二定律求出加速度的大小,根据速度位移公式求出物体的速度.

解答 解:根据牛顿第二定律得:a1=$\frac{F-μmg}{m}$=$\frac{15-0.2×5×10}{5}$m/s2=1m/s2
则物体运动的速度为:v1=$\sqrt{2{a}_{1}{s}_{1}}$=$\sqrt{2×1×4}$=$\sqrt{8}$m/s.
撤去F匀减速运动的加速度为:a2=$\frac{μmg}{m}$=μg=2m/s2
则根据速度位移公式知:v=$\sqrt{2{a}_{2}{s}_{2}+{v}_{0}^{2}}$=$\sqrt{-2×2×1+8}$=2m/s.
答:物体速度的大小为2m/s.

点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁.

练习册系列答案
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8.光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.利用如图2所示装置测量滑块与长1m左右的木板间动摩擦因数及被压缩弹簧的弹性势能,图中木板固定在水平面上,木板的左端固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧(弹簧长度与木板相比可忽略),弹簧右端与滑块接触,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出.现使弹簧解除锁定,滑块获得一定的初速度后,水平向右运动,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10-2s和5.0×10-2s,已知小滑块的宽度d=5.50cm.

(1)滑块通过光电门1的速度v1=2.75m/s;滑动通过光电门2的速度v2=1.1m/s;
(2)若用米尺测量出两个光电门之间的距离为L,已知当地的重力加速为g,则滑块与木板动摩擦因数表达式为$\frac{{v}_{1}^{2}-{v}_{2}^{2}}{2gL}$(用以下量v1、v2、g、L表示).
(3)若用米尺测量出滑块初始位置到光电门2的距离为S,为测量被压缩弹簧的弹性势能,还需测量的物理量是滑块的质量m(说明其含义,并指明代表物理量的字母),被压缩弹簧的弹性势能可表示为$\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}+\frac{mS({v}_{1}^{2}-{v}_{2}^{2})}{2L}$(各量均用字母表示).

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