题目内容

10.一平板与水平面成θ角倾斜放置,如图所示,小物块从平板的顶点由静止下滑到底端,第一次平板的A端在上B端在下,下滑用时为t1,到达底端的速度为v1,第二次B端在上A端在下,下滑用时为t2,到达底端的速度为v2.已知由A端到B端动摩擦因数逐渐增大,则(  )
A.t1=t2 v1=v2B.t1>t2 v1<v2C.t1>t2 v1=v2D.t1<t2 v1=v2

分析 物块从A下滑到B或从B下滑到A,滑动摩擦力做功相等,由动能定理分析速度关系.由牛顿第二定律分析两次加速度的大小关系,作出v-t图象,结合位移大小相等和速度大小相等分析时间关系.

解答 解:物块在两次运动过程中,重力做功相等,滑动摩擦力做功相等,则外力对物块所做的总功相等,由动能定理可知,v1=v2
根据牛顿第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ=ma,得 a=gsinθ-μgcosθ
已知由A端到B端动摩擦因数逐渐增大,则知第一次由A端滑到B端物块的加速度逐渐减小,第二次由B端到A端加速度逐渐增大,两次位移大小相等,且v1=v2,作出两次物块的v-t图象,根据图象的“面积”表示位移,可得t1<t2 .故D正确.
故选:D

点评 本题中物体做的是非匀加速直线运动,不能运用运动学规律研究速度和时间,可借助于v-t图象分析时间关系,这也是常用的方法,要学会应用.

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