如圖a所示,有一個(gè)足夠長(zhǎng)的光滑斜面,傾角θ為30°,質(zhì)量為0.8kg的物體置于O處.物體受到一個(gè)沿斜面向上的拉力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),F(xiàn)與x的關(guān)系如圖b所示,x為物體相對(duì)于O點(diǎn)的位移,x軸正方向沿斜面向下,如圖a所示,則:
(1)當(dāng)物體位移x=0.5m時(shí)物體的加速度為多大?方向如何?
(2)當(dāng)物體位移x為多大時(shí)物體的加速度最大?最大值為多少?
(3)當(dāng)物體位移x為多大時(shí)物體的速度最大?最大值為多少?
(1)由圖b可知:F=2+2x,當(dāng)x=0.5m時(shí),F(xiàn)=3N
根據(jù)牛頓定律:a=
mgsinθ-F
m
=
0.8×10×0.5-3
0.8
m/s2=1.25m/s2

加速度a的方向:沿斜面向下.
(2)∵根據(jù)受力分析可知F=mgsinθ-F=0.8×10×0.5-(2+2x)=2-2x
∴物體P以x=1m為平衡位置,沿x軸做機(jī)械振動(dòng).
∴x=0處,加速度最大,amax=
2-2×0
0.8
m/s2=2.5m/s2

x=2m處,加速度最大,amax=
2-2×2
0.8
m/s2=-2.5m/s2

(上式中負(fù)號(hào)表示加速度的方向沿x軸的負(fù)方向)
(3)∵x=1m處,F(xiàn)=0,a=0
∴x=1m處速度最大,且設(shè)為vm
又∵從x=0到x=1m的過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理可得:
mg△xsinθ-
F0+F1
2
△x=
1
2
m
v2m
-0

其中F0=2N,F(xiàn)1=4N,△x=1m
帶入數(shù)據(jù):0.8×10×1×0.5-
2+4
2
=
1
2
×0.8×
v2m

解得:vm=
10
2
m/s=1.58m/s

即當(dāng)物體位移x為1m時(shí)物體的速度最大,最大值為1.58m/s.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為1 kg的物體以某一初速度在水平地面上滑行,由于受到地面摩擦阻力作用,其動(dòng)能隨位移變化的圖線如圖所示,,則物體在水平地面上( )
A.所受合外力大小為5N
B.滑行的總時(shí)間為4s
C.滑行的加速度大小為1
D.滑行的加速度大小為2. 5

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,半徑R=2.5m的豎直半圓光滑軌道在B點(diǎn)與水平面平滑連接,一個(gè)質(zhì)量m=0.50kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在A點(diǎn).一瞬時(shí)沖量使滑塊以一定的初速度從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)B點(diǎn)進(jìn)入圓軌道,沿圓軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C,并從C點(diǎn)水平飛出,落在水平面上的D點(diǎn).經(jīng)測(cè)量,D、B間的距離s1=10m,A、B間的距離s2=25m,滑塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)?=0.20,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)滑塊剛進(jìn)入圓軌道時(shí),在B點(diǎn)軌道對(duì)滑塊的彈力;
(2)滑塊在A點(diǎn)受到的瞬時(shí)沖量大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖,讓一小物體(可看作質(zhì)點(diǎn))從圖示斜面上的A點(diǎn)以v0=4m/s的初速度滑上斜面,物體滑到斜面上的B點(diǎn)后沿原路返回.若A到B的距離為1m,斜面傾角為θ=37°.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2
(1)求物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)若設(shè)水平地面為零重力勢(shì)能面,且物體返回經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí),其動(dòng)能恰與重力勢(shì)能相等,求C點(diǎn)相對(duì)水平地面的高度h.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,車(chē)廂正沿水平路面向左做直線運(yùn)動(dòng),在車(chē)廂內(nèi)有人拉動(dòng)一物體相對(duì)于車(chē)廂向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)車(chē)廂向左運(yùn)動(dòng)的位移大小為s時(shí),物體相對(duì)于車(chē)廂的位移大小為L(zhǎng),己知L<s.那么關(guān)于物體與車(chē)廂之間的一對(duì)大小為f的摩擦力做功情況討論正確的是( 。
A.車(chē)廂對(duì)物體的摩擦力做功可能為零
B.一對(duì)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的總功為-fL
C.車(chē)廂對(duì)物體的摩擦力做功為-f(s-L)
D.一對(duì)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的總功為零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為m的物體,由靜止開(kāi)始下落,由于阻力的作用,下落的加速度為
1
5
g,在物體下落h的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.物體的動(dòng)能增加了
4
5
mgh
B.物體的機(jī)械能減少了
1
5
mgh
C.物體克服阻力做功
1
5
mgh
D.物體重力勢(shì)能減少了mgh

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,光滑斜面與水平面在B點(diǎn)平滑連接,質(zhì)量為0.20kg的物體從斜面上的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑,經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后進(jìn)入水平面(設(shè)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前后速度大小不變),最后停在水平面上的C點(diǎn).每隔0.20s通過(guò)速度傳感器測(cè)量物體的瞬時(shí)速度,下表給出了部分測(cè)量數(shù)據(jù).取g=10m/s2
t/s0.00.20.41.21.4
v/m?s-10.01.02.01.10.7
求:
(1)物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大;
(2)斜面上A、B兩點(diǎn)間的距離;
(3)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做的功.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

一豎直面內(nèi)的軌道是由粗糙斜面AB和光滑圓軌道BCD組成,AB與BCD相切于B點(diǎn),C為圓軌道的最低點(diǎn).將物塊置于軌道ABC上離地面高為H處由靜止下滑,可用力傳感器測(cè)出其經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力N.現(xiàn)將物塊放在ABC上不同高度處,讓H從0開(kāi)始逐漸增大,傳感器測(cè)得物塊每次從不同高度處下滑到C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力N,得到如圖乙兩段直線PQ和QI,且IQ反向延長(zhǎng)交縱軸點(diǎn)坐標(biāo)值為2.5N,重力加速度g取10m/s2,求:(1)小物塊的質(zhì)量m及圓軌道的半R=?
(2)軌道DC所對(duì)圓心角?
(3)小物塊與斜面AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)??.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一物塊在t=0時(shí)刻,以初速度v0從足夠長(zhǎng)的粗糙斜面底端向上滑行,t0時(shí)刻物塊到達(dá)最高點(diǎn),3t0時(shí)刻物塊又返回底端.已知重力加速度為g,由此可以確定(  )
A.物塊返回底端時(shí)的速度
B.物塊所受摩擦力大小
C.因摩擦產(chǎn)生的熱量
D.3t0時(shí)間內(nèi)物塊克服摩擦力所做的功

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案