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匀变速直线运动的速度与时间的关系
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如图一光滑斜面固定在水平地面上,用平行于斜面的力F拉质量为m的物体,可使它匀速向上滑动;若改用大小为3F的力,仍平行斜面向上拉该物体,让物体从底部由静止开始运动,已知
网友投稿 2022-07-31 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图一光滑斜面固定在水平地面上,用平行于斜面的力F拉质量为m的物体,可使它匀速向上滑动;若改用大小为3F的力,仍平行斜面向上拉该物体,让物体从底部由静止开始运动,已知斜面长为L,物体的大小可以忽略,求:
(1)在3F力的作用下,物体到达斜面顶端的速度;
(2)如果3F作用一段时间后撤去,物体恰能达到斜面顶端,求3F力作用的时间为多少.
◎ 答案
(1)设斜面倾角为θ,在物体匀速运动时,对物体受力分析可得,
F-mgsinθ=0
当用3F的拉力时,设物体的加速度为a,到达顶端时速度为V,
由牛顿第二定律可得,
3F-mgsinθ=ma
由速度位移的关系式可得,
v
2
-0=2aL
解得v=2
FL
m
,
(2)设3F的拉力至少作用t
1
时间,加速度为a
1
,撤去后加速度大小为a
2
由牛顿第二定律可得,
3F-mgsinθ=ma
1
F=mgsinθ=ma
2
物体加速上升的位移为,
S
1
=
1
2
a
1
t
1
2
物体减速上升的位移为,
S
2
=Vt-
1
2
a
2
t
2
2
物体运动的总位移等于斜面的长度L,
即 S
1
+S
2
=L
因为加速的末速度就是减速过程的初速度,
即 V=a
1
t
1
=a
2
t
2
由以上方程联立解得 t
1
=
mL
3F
.
答:(1)所以物体到达斜面顶端的速度为2
FL
m
,
(2)3F力作用的时间为
mL
3F
.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图一光滑斜面固定在水平地面上,用平行于斜面的力F拉质量为m的物体,可使它匀速向上滑动;若改用大小为3F的力,仍平行斜面向上拉该物体,让物体从底部由静止开始运动,已知…”主要考查了你对 【匀变速直线运动的速度与时间的关系】,【匀变速直线运动的位移与速度的关系】,【牛顿第二定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202207/228446.html
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