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 > 动能定理/2022-11-05 / 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
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)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.
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)物体从 A 到 B 过程中:a=
v1
t1
=2m/s2

        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=
v1
t1
t=2t

    当物体在斜面上运动到2.6s时:v2.6=vB-a2(2.6-t)=vB-
v2
t2
(2.6-t)=vB-5(2.6-t)

            由上述两式可得:vB=4m/s                         
          t=2s                                                         
   (4)设AB间的位移为x,则:x=
vB
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:-μmgx=
1
2
m
v2B
-
1
2
m
v20

              解得:v0=4

2
m/s=5.6m/s

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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