如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m=1.0 kg的物体,物体与斜面间动摩擦因数μ=0.
(1)物体受拉力向上运动过程中,受拉力F,重力mg和摩擦力f,设物体向上运动的加速度为a1,根据牛顿第二定律有:F-mgsinθ-f=ma1 N-mgcosθ=0 又因f=μN解得a1=2.0m/s2 t=4.0s时物体的速度大小为 v1=a1t=8.0m/s 即绳断时物体的速度大小为8.0m/s.(2)绳断时物体距斜面底端的位移s1=12a1t22=16m绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,设运动的加速度大小为a2,则根据牛顿第二定律,对物体沿斜面向上减速运动的过程有:mgsinθ+μmgcosθ=ma2解得a2=8.0m/s2 物体做减速运动的时间t2=v1a2=1.0s减速运动的位移s2=v1t22=4.0m 此后物体将沿斜面匀加速下滑,设物体下滑的加速度为a3,根据牛顿第二定律对物体加速下滑的过程有mgsinθ-μmgcosθ=ma3解得 a3=4.0m/s2设物体由最高点到斜面底端的时间为t3,所以物体向下匀加速运动的位移s1+s2=12a3t32解得t3=10=3.2s所以物体返回到斜面底端的时间为t总=t2+t3=1+3.2=4.2s 即从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动总时间为4.2s.
(1)物体向上运动过程中,受重力mg,摩擦力Ff,拉力F,设加速度为a1,则有:F-mgsinθ-Ff=ma1FN=mgcosθ又 Ff=μFN 得到:F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1代入解得:a1=2.0m/s2所以t=4.0s时物体速度为:v1=a1t=2×4=8.0m/s(2)绳断后,物体距斜面底端x1=12a1t2=12×2×16=16m.断绳后,设加速度为a2,由牛顿第二定律得:mgsinθ+μmgcosθ=ma2得:a2=g(sinθ+μcosθ)=10×(0.6+0.25×0.8)=8.0m/s2物体做减速运动时间为:t2=v1a2=88=1.0s 减速运动位移为:x2=v1t12=8×12=4.0m所以物体沿斜面向上运动的最大位移为:xm=16+4=20m(3)此后物体沿斜面匀加速下滑,设加速度为a3,则有:mgsinθ-μmgcosθ=ma3 得:a3=g(sinθ-μcosθ)=10×(0.6-0.25×0.8)=4.0m/s2设下滑时间为t3,则:x1+x2=12a3 t33解得:t3=10s所以回到斜面底端时的速度大小为:v=a3t3=4×10=12.65m/s答:(1)绳断时物体的速度大小是8.0m/s.(2)(2)物体沿斜面向上运动的最大位移为20m;(3)滑块回到斜面底端时的速度大小为12.65m/s.
解:(1)物体受拉力向上加速运动过程,则有 F-mgsinθ-f=ma 1 F N -mgcosθ=0 且f=μF N 由以上三式代数解得:a 1 =2.0 m/s 2 所以t=4.0 s时物体的速度大小为v 1 =a 1 t=8.0 m/s (2)绳断时物体距斜面底端的位移 =16 m 绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,则有mgsinθ+μmgcosθ=ma 2 解得a 2 =8.0 m/s 2 物体做减速运动的时间t 2 =v 1 /a 2 =1.0 s 减速运动的位移s 2 =v 1 t 2 /2=4.0 m 此后物体将沿斜面匀加速下滑,则有mgsinθ-μmgcosθ=ma 3 解得a 3 =4.0 m/s 2 设物体由最高点到斜面底端的时间为t 3 ,则有s 1 +s 2 = 解得t 3 = =3.2s 所以物体返回到斜面底端的时间为t 总 =t 2 +t 3 =4.2 s |
答:③解得:a1=F?mg(sinθ+μcosθ)m=18?2×10×(0.6+0.25×0.8)2=1.0m/s2 则v=v0+at=1×2=2m/s(2)绳断后,物体受力分析如图所示由牛顿第二定律有-mgsinθ-μmgcosθ=ma2得:a2=-gsinθ-μgcosθ=-10×0.6-0.25×0.8=-8m/s2 绳断后物体沿斜面上滑的最...
答:以沿斜面向上为正方向,受力如图, 设物体的加速度为 ,由牛顿第二定律有: 又 = N 联立以上各式可以解得: 代入数得: 由速度时间公式得,绳断时物体的速度大小为: (2)木块在前4秒内发生的位移为: 绳子在 末突然断了后,物体先...
答:根据速度位移公式知,继续上滑的位移大小为:x=v22a′=3.047.6×2=0.2m.答:(1)物体与斜面间动摩擦因数为0.2.(2)物体在F2的作用下,
答:(1)根据牛顿第二定律,得 沿斜面方向 F-F f -mgsinθ=ma 垂直斜面方向 F N -mgcosθ=0又F f =μF N ,得到F-μmgcosθ-mgsinθ=ma代入解 a=2m/s 2 (2)在物体的速度由0增加到2.0m/s的过程中,物体通过的位移为 x= v 2 2a =1m此过程拉...
答:解答:解:第一阶段:在最初2 s内,物体在F=9.6N的拉力作用下,从静止开始沿斜面做匀加速运动,受力如图所示则有:沿斜面方向F-mgsinθ-Ff=ma1 沿垂直斜面方向FN=mgcosθ 且Ff=μFN 由①②③得:a1=F?mgsinθ?μmgcosθm=9.6?1×10×0.6?0.2×1×10×0.81=2m/s22s末...
答:解:(1)物体受拉力向上加速运动过程,则有F-mgsinθ-f=ma 1 F N -mgcosθ=0 且f=μF N 由以上三式代数解得:a 1 =2.0 m/s 2 所以t=4.0 s时物体的速度大小为v 1 =a 1 t=8.0 m/s (2)绳断时物体距斜面底端的位移 =16 m 绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动...
答:解:(1)物体受拉力向上运动过程中,受拉力F、重力mg和摩擦力f,设物体向上运动的加速度为a 1 ,根据牛顿第二定律有: 因 解得a 1 =2.0m/s 2 t=4.0s时物体的速度大小为v 1 =a 1 t=8.0m/s (2)绳断时物体距斜面底端的位移 绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,...
答:v)t2,方向沿斜面向下,s2=vt,方向沿斜面向上.∵L2≥s1+s2∴L≥2(s1+s2)=(v0+v)2g(μcosθ?sinθ)=7.5m(3)对木板:F=f1+f2+m1gsinθ,f1=μN1则中拉力做功为W=Fs2=102J答:(1)小铁块在长木板上滑动时的加速度为1.2m/s2,方向沿斜面向上.(2)长木板至少为7.5m.(3...
答:解答:解:(1)物体受拉力向上加速运动过程,对物体受力分析如图,则有:F-mgsinθ-f=ma1FN-mgcosθ=0且f=μ FN由以上三式代数解得:a1=2.0 m/s2所以t=4.0 s时物体的速度大小为:v1=a1t=8.0 m/s(2)绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动,则有:mgsinθ+μmgcosθ=ma2解得:...
答:mgsinθ-μmgcosθ=ma3代入数据,解得:a3=4m/s2t=1s内,物体下滑距离s3=12a3t2=12×4×1=2m故绳子断后2s物体距P点的距离:S=s2-s3=4-2=2m答(1)绳子断时物体速度大小为8m/s;(2)物体能到达的最高点距P点距离为4 m;(3)绳子断后2s物体距P点的距离为2 m.