如图所示,在动摩擦因素μ=0.2的水平面AB上,水平恒力F推动质量为m=1kg的物体从A点由静止开始作匀加速直线运动,物体到达B点时撤去F,接着又冲上光滑斜面(设经过B点前后速度
◎ 题目
如图所示,在动摩擦因素μ=0.2的水平面AB上,水平恒力F推动质量为m=1kg的物体从A点由静止开始作匀加速直线运动,物体到达B点时撤去F,接着又冲上光滑斜面(设经过B点前后速度大小不变),最高能到达C点.用速度传感器测量物体的瞬时速度,并在表格中记录了部分测量数据.求:(g取10m/s2)
(2)在答题纸的坐标上标出记录的数据点,并作v-t图; (3)求出物体到达交界面上B点时的速度和时间; (4)若撤去推力F,在A处给物体一个水平向左的初速度v0,恰能使物体运动到C点,求此初速度v0的大小. |
◎ 答案
(1)物体从 A 到 B 过程中:a=
根据牛顿第二定律得 F-μmg=ma1 F=ma1+μmg=4N (2)如右图 (3)当物体在推力F的作用下在AB间运动时, 设通过AB时间的t,通过B点时的速度为vB, 根据表中提供的数据,在0~2.6s时间段内: 当物体在水平面上运动时:vB=a1t=
当物体在斜面上运动到2.6s时:v2.6=vB-a2(2.6-t)=vB-
由上述两式可得:vB=4m/s t=2s (4)设AB间的位移为x,则:x=
给物体一个初速度v0时物体恰能运动到C点,由于斜面光滑,则物体通过B点的速度仍为vB=4m/s, 根据动能定理:-μmgx=
解得:v0=4
答:(1)恒力F 的大小为4N; (2)作v-t图如图; (3)物体到达交界面上B点时的速度为4m/s,时间为2s; (4)此初速度v0
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