如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上有一质量m=1kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因素μ=0.2.

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-06
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=1kg的物体.物体与斜面间动摩擦因数µ

(1)    (2) 试题分析:(1)在前4秒内,物体在F作用下匀加速沿斜面向上运动,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,物体先沿斜面向上做匀减速运动,至速度减为零后沿斜面向下做匀加速下滑回到出发点,设减速阶段的加速度大小为 ,沿斜面向下做匀加速下滑的加速度大小为 ,由牛顿第二定律有:沿斜面向上做匀减速运动时:   解得: 沿斜面向下做匀加速下滑时:    解得: 物体在绳子断了后,再向上运动距离为 再向上运动的时间为: 设匀加速下滑时间为 ,由 解得: 绳断后物体运动时间:

(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=12 a1t2=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=v1 t22=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=12 a3 t33解得:t3=10s=3.2s所以有:t总=t2+t3=1+3.2=4.2s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)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间是4.2s.

①第一阶段:在最初2s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,根据牛顿第二定律有:
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?μmgcosθ
m
=2m/s2
2s末绳断时瞬时速度v1=a1t1=4 m/s
第二阶段:从撤去F到物体继续沿斜面向上运动到达速度为零的过程,设加速度为a2,则:
a2=
?(mgsinθ+μmgcosθ)
m
=-7.6 m/s2
设从断绳到物体达最高点所需时间为t2,据运动学公式v2=v1+a2t2,得t2═0.53 s
第三阶段:物体从最高点沿斜面下滑,在第三阶段物体加速度为a3,所需时间为t3.由牛顿定律知:
a3=
mgsinθ?μmgcosθ
m
=4.4 m/s2
速度达v3=22m/s,所需时间t3=
v3?0
a3
=5s
综上所述,从绳断到速度为22m/s所经历的总时间t=t2+t3=0.53s+5s≈5.53s.
②设在上升过程中,绳断后t4时间物体的速度大小为2m/s.则v4=v1+a1t4
则t4=
v4?v1
a2
=
2?4
?7.6
s≈0.26s
设,绳断后t5时间在下滑过程中物体的速度大小为2m/s.则v4=a3(t5-t2
则解得t5=0.98s
答:
①绳断后约5.53s物体速度大小可达22m/s.
②绳断后约0.26s和0.98s物体的速度大小为2m/s.

  • 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=1.0kg的...
    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.
  • 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=1.0kg的...
    答:(1)F合=F-mgsinθ-umgcosθ=2N a1=F合/m=2/1=2m/s²v1=a1t=2*4=8m/s(2)绳子断后有两段过程 ①向上做匀减速直线运动 a2=gsinθ+ugcosθ=8m/s²t=v1/a2=8/8=1s S=v1²/2a2=8²/2*8=4m 总的位移:S总=v1²/2a1+S=8²/2*2+...
  • 如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上有一质量m=1kg的物体...
    答:①第一阶段:在最初2s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,根据牛顿第二定律有: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=2m/s22s末绳断时瞬时速度v1=a1t1=4 m/s 第二...
  • 如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定斜面底端有一质量m=1.0kg的物体...
    答: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=12 a3 t33解得:t3=10s=3.2s所以有:t总=t2+t3=1+3.2=4.2s答:(1)绳断时物体的速度大小是8.0m/s.(2)...
  • 如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的斜面上,有一质量m=1.00kg的物体...
    答:物体在F=9.6N的力作用下,从静止开始沿斜面做匀加速运动,受力如图所示,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=2m/s22 s末撤去外力时瞬时速度v1=a1t1=2×2m/s=4 m/s 第二阶段:从撤去F到物体继续沿斜面向上运动到达速度为零的...
  • 如图所示,在倾角θ=37°的足够长的光滑斜面上,质量都为M=2kg的长方体...
    答:解:整体下滑阶段,研究A、B、C整体,设末速度为v,由动能定理得:(2M+m)gssinθ= (2M+m)v 2  解得:v=6 m/s 爆炸前后,研究A和B,由动量守恒定律有:2Mv=Mv A +Mv B  解得:v B =0 此后,设C在B上滑动的加速度为a C ,由牛顿第二定律有:mgsin θ-μmgcosθ=...
  • 如图所示,在倾角θ=37足够长的固定斜面上,有一质量为m=1kg的物体,物体...
    答:第一步:受力分析,物体沿斜面向上,受到三个力,重力,斜面对物体的支持力,还有摩擦力,方向向下 第二步:建立坐标系,沿斜面和垂直斜面建立坐标系,把重力(不在坐标轴的力)分解成垂直斜面和沿斜面方向,垂直斜面的力是mgcosa=8N,沿斜面向下的是mgsina=6N,第三步:建立方程,垂直斜面方向有,...
  • 如图所示,在倾角θ=37°的已足够长的的光滑斜面顶端,由静止释放一小球A...
    答:【俊狼猎英】团队为您解答~设抛出B后经过t'时间相遇 水平方向上v0t'=gsin37cos37(t+t')^2/2 竖直方向上,gt'^2/2=gsin37sin37(t+t')^2/2 第二个方程其实是一元二次方程,解得t'=3t/2(舍掉负根)代回第一个方程 v0=gt ...
  • 如图所示,在倾角θ=37°的足够长的固定斜面上,有一质量m=1kg的物体...
    答: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,有:沿斜面方向F-mgsinθ-F f =ma 1 沿垂直斜面方向F N =mgcosθ 且F f =μF N 由①②③得:a 1 = F-mgsinθ-μmgcosθ m =2m/s 2 2 s末绳断时瞬时速...
  • 如图所示,在倾角θ=37°的足够长的光滑斜面上,质量都为M=2kg的长方体...
    答:整体下滑阶段,研究A、B、C整体,设末速度为v,由动能定理得: (2M+m)gssinθ=12(2M+m)v2 解得:v=2gssinθ=2×10×3×0.6m/s=6m/s爆炸前后,A和B组成的系统动量守恒,由动量守恒定律有: 2Mv=MvA+MvB 解得:vB=0 此后,设C在B上滑动的加速度为aC,由牛顿第二定律有:...