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

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 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:
t/s 0.0 0.2 0.4 2.2 2.4 2.6
v/m?s-1 0.0 0.4 0.8 3.0 2.0 1.0
(1)恒力F的大小;
(2)斜面的倾角α;
(3)若在A处撤去推力F,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.
魔方格

◎ 答案

(1)物体从A到B过程中:a1=
v1
t1
=2m/s2
∴F=ma1+μmg=4N           
(2)物体从B到C过程中:a2=
△v2
△t2
=5m/s2
mgsinα=ma2
∴α=30°          
(3)当物体在推力F的作用下在AB间运动时,设AB间的距离为s,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,物体先加速后减速,设加速时间为t,B点速度为vB
当物体在水平面上运动时 vB=a1t=2t,
当物体在斜面上运动时 1.0=vB-a2(2.6-t)=vB-5(2.6-t)   
联立解得:t=2s,vB=4m/s;   
又s=
vB+0
2
t=4m 
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:-μmgs=
1
2
mvB2-
1
2
mv02  
解得   v0=5.6m/s    
答:(1)恒力F的大小为4N;
(2)斜面的倾角α为30°;
(3)此初速度v0的大小为5.6m/s.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“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…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的位移与时间的关系】,【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【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。

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