如图所示,在倾角θ=30°的斜面上放置一段凹槽B,B与斜面间的动摩擦因数μ=36,槽内靠近右侧壁处有一小物

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-22
(16分)如图所示,在倾角θ=30º的斜面上放置一段凹槽B,B与斜面间的动摩擦因数μ= ,槽内靠近右

(1)A、B的速度分别为 0, 1.0 m/s(方向沿斜面向下)(2)A与B的左侧壁的距离最大可达到0.10m 试题分析:(1)A在凹槽内,B受到的滑动摩擦力 ="10N" ,B所受重力沿斜面的分力 ="10N" , 因为 ,所以B受力平衡,释放后B保持静止(1分)释放A后,A做匀加速运动,由牛顿定律和运动学规律得: (1分) (1分)解得A的加速度和碰撞前的速度分别为 5m/s 2 , 1.0 m/s (1分)A、B发生碰撞,动量守恒 (1分)碰撞过程不损失机械能,得 (1分)解得A、B的速度分别为 0, 1.0 m/s(方向沿斜面向下) (2分) (2)A、B第一次碰撞后,B做匀速运动 (1分)A做匀加速运动,加速度仍为a 1 (1分) (1分)经过时间t 1 ,A的速度与B相等,A与B的左侧壁距离达到最大,即 (1分) (1分)代入数据解得A与B左侧壁的距离 0.10m (1分)因为 , A恰好运动到B的右侧壁,而且速度相等,所以A与B的右侧壁恰好接触但没有发生碰撞。 因此A与B的左侧壁的距离最大可达到0.10m。 (2分)点评:本题难度中等,明确题目所给的碰后速度相同的条件,通过分析受力和做功情况判断运动和能量变化情况,判断出速度相同是两者距离最大的临界条件是本题求解的关键

(1)A在凹槽内,B受到的滑动摩擦力 f=μ?2mgcosθ=10N B所受重力沿斜面的分力 G 1 =mgsinθ=10N因为G 1 =f,所以B受力平衡,释放后B保持静止 释放A后,A做匀加速运动,由牛顿定律和运动学规律得 mgsinθ=ma 1 v 21 =2 a 1 d 解得A的加速度和碰撞前的速度分别为 a 1 =5m/s 2 ,v 1 =1.0m/s 2 .A、B发生碰撞,动量守恒 mv 1 =mv 1 ′+mv 2 ′⑥碰撞过程不损失机械能,得 1 2 mv 21 = 1 2 m v ′21 + 1 2 m v ′22 ⑦解得第一次发生碰撞后瞬间A、B的速度分别为v 1 ′=0,v 2 ′=1.0 m/s(方向沿斜面向下) ⑧(2)A、B第一次碰撞后,B做匀速运动,A做匀加速运动,加速度仍为a 1 s 1 ′= 1 2 a 1 t 2 ,v A =a 1 t 经过时间t 1 ,A的速度与B相等,A与B的左侧壁距离达到最大,即a 1 t 1 =v 2 ′又s=s 2 ′-s 1 ′代入数据解得A与B左侧壁的距离s=0.10m因为s=d,A恰好运动到B的右侧壁,而且速度相等,所以A与B的右侧壁恰好接触但没有发生碰撞.因此A与B的左侧壁的距离最大可达到0.10m.答:(1)A与B的左侧壁第一次发生碰撞后瞬间A、B的速度分别是0和1.0m/s.(2)在A与B的左侧壁发生第一次碰撞后到第二次碰撞前的这段时间内,A与B的左侧壁的距离最大可达到0.10m.

解答:解(1)B与斜面间的滑动摩擦力为:f=μ×2mgcos30°=
1
2
mg
B所受重力沿斜面向下的分力为:G1=mgsin30°=
1
2
mg
B所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,B沿斜面的分力与最大静摩擦力相等,释放B后,B静止;
释放A后,A做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:mgsin30°=ma,a=5m/s2
由匀变速运动的速度位移公式可得:vA12-0=2ad,A与B碰撞前A的速度为:vA1=1m/s;
A、B碰撞时动量守恒,A、B碰撞时不计机械能损失,碰撞是弹性碰撞,由于A、B质量相等,碰撞时A、B交换速度,碰后A速度为零,B的速度为:vB1=1m/s,碰后B做匀速直线运动,A做初速度为零的匀加速运动,
设经过时间t后,A、B速度相等,vA2=at,t=0.2s,A的位移为:sA1=
1
2
at2=0.10m=d,此时间内B沿斜面方向的位移为:SB1=vB1t=0.2m,故此时刻AB的相对位置重新回到初始状态,A相对于B物体的相对运动仍为初速度为零、加速度为a=gsin30°的匀加速直线运动,可知再经过t=0.2s发生第二次碰撞,碰时A球速度为:vA3=vA2+at=0.2+5×0.2m/s=0.3m/s,碰后两球再次交换速度,B的速度改为0.3m/s,A的速度人为0.2m/s,之后重复以上的运动过程,每过0.4s碰撞一次,碰后B的速度每次增加1m/s,图象如下
(2)因为B与斜面间的滑动摩擦力f=μ×2mgcos30°=
1
2
mg,B所受重力沿斜面向下的分力G1=mgsin30°=
1
2
mg,B所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,B沿斜面的分力与最大静摩擦力相等,释放B后,B静止;
释放A后,A做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:
mgsin30°=ma,
a=5m/s2
由匀变速运动的速度位移公式可得:vA12-0=2ad,
A与B碰撞前A的速度vA1=1m/s;
A、B碰撞时动量守恒,A、B碰撞时不计机械能损失,碰撞是弹性碰撞,由于A、B质量相等,碰撞时A、B交换速度,碰后A速度为零,B的速度为:
vB1=1m/s,
碰后B做匀速直线运动,A做初速度为零的匀加速运动,设经过时间t后,A、B速度相等,
vA2=at,
t=0.2s,
A的位移sA1=
1
2
at2=0.10m=d,
此时间内B沿斜面方向的位移为:
SB1=vB1t=0.2m,
故此时刻AB的相对位置重新回到初始状态,A相对于B物体的相对运动仍为初速度为零、加速度为a=gsin30°的匀加速直线运动,可知再经过t=0.2s发生第二次碰撞,碰时A球速度为:
vA3=vA2+at=1+5×0.2m/s=2m/s
碰后两球再次交换速度,B的速度改为2m/s,A的速度改为1m/s,之后重复以上的运动过程,每过0.4s碰撞一次,碰后B的速度每次增加1m/s
故:vAn=(n-1)m/s,vBn=n m/s
(3)由v--t图象得,从初始位置到物块A与凹槽B的左侧壁发生第n次碰撞时B的位移大小为:
x=0×0.2+1×0.4+2×0.4+---+(n-1)×0.4=0.2n2-0.2n
答:(1)画出凹槽B运动的速度v随时间t的变化图象为:
(2)物块A与凹槽B的左侧壁第n次碰撞后瞬间A、B的速度大小为vAn=(n-1)m/s,vBn=n m/s
(3)从初始位置到物块A与凹槽B的左侧壁发生第n次碰撞时B的位移大小为0.2n2-0.2n

  • 如图所示,在倾角θ=30°的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面...
    答:(1)球受重力、挡板支持力、斜面支持力,按照作用效果,将重力沿着垂直挡板和垂直斜面方向分解,如图所示:结合几何知识可得:G=F1tan30°=2033=203NF2=F1sin30°=20N12=40N(2)对球受力分析,受重力和支持力,合力水平,如图所示:合力:F=Gtanθ根据牛顿第二定律,有:F=ma解得:a=gtan...
  • 如图所示,在倾角θ=30°的斜面上放一木板A,重为GA=100N,板上放一重...
    答:以AB整体为研究对象,受力分析如图,由平衡条件得:F=fA+T-(GA+GB)sinθNA=(GA+GB)cosθfA=μNA解得:F=325N答:拉力F的大小为325N.
  • 如图所示,在倾角θ=30°的斜面上放置一段凹槽B,B与斜面间的动摩擦因数...
    答:解答:解(1)B与斜面间的滑动摩擦力为:f=μ×2mgcos30°=12mgB所受重力沿斜面向下的分力为:G1=mgsin30°=12mgB所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,B沿斜面的分力与最大静摩擦力相等,释放B后,B静止;释放A后,A做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:mgsin30°=ma,a=5m/s2由匀变速运动...
  • 如图所示,在倾角θ=30º的斜面上放置一段凹槽B,B与斜面间的动摩擦因数...
    答:s -1 ,v Bn ="n" m?s -1 (3)x n总 =0.2n 2 m 试题分析::(1)槽所受的最大静摩擦力等于重力沿斜面的分力,所以物块释放后,槽处于静止,物块做匀加速直线运动,根据位移时间公式求出小球与槽壁第一次发生碰撞时所需的时间.(2)物块和槽发生碰撞的前后瞬间,动量守恒,能量守...
  • 如图所示,在倾角θ=30°的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面...
    答:挡板对圆球的作用力为F2,圆球受力如图所示.由平衡条件得:F1=Gcos30°=233GF2=Gtanθ=30°=33G由牛顿第三定律可知:圆球对斜面的压力为N1=F2=33G,方向垂直斜面斜向下;圆球对挡板的作用力为N2=F1=233G,方向垂直挡板向右.答:(1)圆球对斜面和挡板的作用力的示意图如图所示;...
  • 如图所示,倾角θ=30°的斜面上有一重为G的物体,在与斜面底边平行的水平...
    答:解答:解:对物块进行受力分析,如图所示:物块在重力G、斜面的支持力N、推力F、沿虚线方向上的摩擦力f共同作用下沿斜面上的虚线匀速运动,因为G,N,F三力的合力方向向下,故摩擦力f方向沿斜面虚线向上,所以物块向下运动,故A错误;现将重力分解为沿斜面向下且垂直于底边(也垂直于推力F)的下滑力G...
  • 如图所示,在倾角为θ=30°的斜面上,固定一宽L=0.25m的平行金属导轨,在...
    答:(1)作出金属棒的受力图,如图. 则有F=mgsin30° F=0.1N (2)根据安培力公式F=BIL得 得 I= F BL =0.5A (3)设变阻器接入电路的阻值为R,根据闭合电路欧姆E=I(R+r) 解得 R= E I -r=23Ω 答:(1)金属棒所受到的安培力为 0.1N;...
  • 如图所示,在倾角θ=30° 的斜面上固定两根足够长的平行金属导轨,其宽 ...
    答:hsinθ=2.4J 下端电阻R中产生的热量:QR=14Q总=0.6 J 答:(1)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中机械能的减少量为3.6J;(2)金属棒ab下滑速度为v=1m/s时,其加速度的大小为2m/s2;(3)金属棒ab由静止至下滑高度为3m的运动过程中,导轨下端电阻R中产生的热量为0.6J.
  • 如图所示,倾角θ=30°的斜面上,用弹簧系住一重为20N的物块,物块保持静 ...
    答:将重力按照作用效果分解:平行斜面的下滑分力为mgsin30°=10N,垂直斜面的垂直分力为mgcos30°=103N;当最大静摩擦力平行斜面向下时,物体与斜面间的最大静摩擦力为12N,弹簧弹力为拉力,等于22N;当最大静摩擦力平行斜面向上时,物体与斜面间的最大静摩擦力为12N,弹簧弹力为推力,等于2N;故弹簧弹力...
  • 如图所示,在倾角θ=30°的粗糙斜面上放一物体,重为G.现用与斜面底边平行...
    答:将物体的重力分解为垂直于斜面和平行于斜面两个方向的分力,在垂直于斜面的方向上,物体受到的支持力与重力垂直斜面的分力平衡.则支持力为:FN=mgcosθ=32mg.在斜面内,物体所受的推力F、摩擦力Ff与重力的平行斜面的分力mgsinθ平衡,如图所示.由物体的平衡条件得:滑动摩擦力:Ff=(mgsinθ)2+F2...