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(10分)如图所示,质量m=2.0kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动,物\体和水平面间的动摩擦因数μ=0.05,已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为,g=10m/s2.根据以上

网友投稿  2022-08-28 00:00:00  零零社区

◎ 题目

(10分)如图所示,质量m=2.0kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动,物\
体和水平面间的动摩擦因数μ=0.05,已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为
,g=10m/s2.根据以上条件,求:

(1)t=10s时刻物体的位置坐标;
(2)t=10s时刻物体的速度和加速度的大小和方向;
(3)t=10s时刻水平外力的大小.

◎ 答案

(1) (30,20) (2) a=0.4m/s2,沿y轴正方向 (3)1.7N

◎ 解析

(1)由于物体运动过程中的坐标与时间的关系为,代入时间t=10s,可得:x=3.0t=3.0×10m=30m          y=0.2t2=0.2×102m=20m.
即t=10s时刻物体的位置坐标为(30,20).

(2)由物体运动过程中的坐标与时间的关系为,比较物体在两个方向的运动学公式:可求得:v0=3.0m/s           a=0.4m/s2
当t=10s时,vy=at=0.4×10m/s=4.0m/s    v=m/s=5.0m/s,
方向与x轴正方向夹角为arctan (或满足tanα=;或53°)
在x轴方向物体做匀速运动,在y轴方向物体做匀加速运动.a=0.4m/s2,沿y轴正方向.
(3)如图所示,因为摩擦力方向与物体运动方向相反,外力与摩擦力的合力使物体加速.   Ff=μmg=0.05×2×10N=1.0N
Ffx=Ff×0.6=0.6N,Ffy=Ff×0.8=0.8N,
根据牛顿运动定律:Fx-Ffx=0,解出:Fx=0.6N
Fy-Ffy=ma,解出:Fy=0.8N+2×0.4N=1.6N
F=N=N=1.7N
本题考查匀变速直线运动规律的应用,把时间t=10s带入坐标轴方程可求得坐标,根据坐标与时间的关系可以判断x轴方向做匀速直线运动,y轴方向做匀变速直线运动,并且根据y轴方向的方程求得加速度大小,把t=10s带入v=at公式可求得y轴方向分速度

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)如图所示,质量m=2.0kg的物体在水平外力的作用下在水平面上运动,物\体和水平面间的动摩擦因数μ=0.05,已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为,g=10m/s2.根据以上…”主要考查了你对  【匀变速直线运动】  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。



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