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質量為1kg的物塊從斜面底端以10m/s的速度滑上斜面,已知斜面的傾斜角為37°,物塊與斜面間的動摩擦因數為0.5,已知在整個過程中,斜面都靜止不動,且斜面足夠長.求:
(1)從物塊滑上斜面到離開斜面的過程中,物塊所受各力對物塊做的功及合力物塊做的功;
(2)下滑過程重力做功的平均功率與回到斜面底端時重力的瞬時功率.
(1)在上滑過程中,由牛頓第二定律可知
mgsin37°+μmgcos37°=ma
a=gsin37°+μgcos37°=10×0.6+0.5×10×0.8m/s2=10m/s2
上滑的位移為x=
v2
2a
=
102
2×10
m=5m

在整個過程中下降的高度為h=0
WG=mgh=0
支持力始終與位移垂直,故做功為WN=0
磨擦力做功為Wf=-2μmgxcos37°=-2×0.5×1×10×5×0.8J=-40J
合力做功為W合=WG+WN+Wf=-40J
(2)下滑過程中物體的加速度為
mgsin37°-μmgcos37°=ma
a=gsin37°+μgcos37°=10×0.6-0.5×10×0.8m/s2=2m/s2,
下滑到斜面底端時的時間為x=
1
2
at2

t=
2x
a
=
2×5
2
s=
5
s

下滑到底端是速度為v=at=2
5
m/s
重力的平均功率為P=
mgxsin37°
t
=
1×10×5×0.6
5
W=6
5
W

重力瞬時功率為P=mgvsin37°=1×10×2
5
×0.6
W=12
5
W
答:(1)從物塊滑上斜面到離開斜面的過程中,重力,支持力,摩擦力做功分別為0,0,-40J及合力物塊做的功為-40J;
(2)下滑過程重力做功的平均功率與回到斜面底端時重力的瞬時功率為6
5
W,12
5
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

〔物理--選修3-5〕
(1)某原子核反應堆由鈾棒、鎘棒、慢化劑、冷卻劑和水泥防護層等組成,關于它們的作用,下列說法中正確的是______(填入正確選項前的字母).
A.鈾棒是核反應堆的燃料
B.鎘棒是吸收中子的材料
C.慢化劑(如石墨、重水等)起減慢核反應的作用
D.冷卻劑把反應堆的熱量傳遞出去,同時使反應堆冷卻
(2)如圖所示,光滑水平面上放置前后連接著的甲、乙兩輛小車,小車的質量均為M=4kg、車長相同為L=2.5m,甲車上表面水平且光滑,乙車上表面水平但粗糙.一根通過細線拴著且被壓縮的輕質彈簧固定在甲車的左端,質量為m=2kg的滑塊P(可視為質點)與彈簧的右端接觸但不相連,此時彈簧的彈性勢能E0=20J.彈簧的長度遠小于車的長度,整個系統處于靜止狀態(tài).兩車之間有一感應機關,在它的作用下,當滑塊滑過兩車連接處時,兩車將自動分離.現剪斷細線,滑塊先后在甲、乙小車上滑行,最終滑塊恰好滑到乙車的另一端而未滑出乙車.取g=10m/s2,求:
①滑塊P滑上乙車前瞬間的速度;
②滑塊P與乙車之間的動摩擦因數.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

汽車在水平公路上以額定功率做直線運動,速度為3m/s時的加速度為6m/s時的3倍,若汽車受到的阻力不變,由此可求得( 。
A..汽車的最大速度
B.汽車受到的阻力
C.汽車的額定功率
D.速度從3m/s增大到6m/s所用的時間

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

質量為2×103kg的汽車發(fā)動機額定功率為80Kw,汽車在平直公路上行駛,所受阻力大小恒為4×103N.試求:
(1)汽車在公路上的最大行駛速度為多大
(2)若汽車以2m/s2勻加速啟動,汽車做勻加速運動所能維持的時間為多長.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關于功率概念,下列說法中正確的是( 。
A.力對物體做的功越多,力做功的功率越大
B.功率是描述物體做功快慢的物理量
C.從公式P=Fv可知,汽車的發(fā)動機功率可以隨速度的不斷增大而提高
D.由P=
W
t
算出的功率是瞬時值

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質量m=O.5kg的小球,從距桌面h1 =1.2m高處的A點下落到地面上的B點, 桌面高h2=0.8m.以桌面為重力勢能的參考平面,下列說法正確的是(   )
A.小球在A點時的重力勢能為6JB.小球在A點時的重力勢能為10J
C.小球在B點時的重力勢能為0D.小球在B點時的重力勢能為4J

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,桌面高為h,質量為m的小球從離桌面高H處自由下落,不計空氣阻力。假設以桌面為參考平面,則小球落到地面之前瞬間的機械能為(   )
A.0B.mghC.mgHD.mg(H+h)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一輕彈簧上端固定,在下端系一重物m,用手托住重物,使彈簧處于豎直方向,彈簧的長度等于原長時,突然松手,重物下落的過程中,對于重物、彈簧和地球組成的系統來說,下列說法正確的是
A.重物的動能最大時,重力勢能和彈性勢能的總和最小
B.重物的重力勢能最小時,動能最大
C.彈簧的彈性勢能最大時,重物的動能最小
D.重物的重力勢能最小時,彈簧的彈性勢能最大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

(1)科學探究活動通常包括以下環(huán)節(jié):提出問題→作出假設→制定計劃→搜集證據→評估交流等.一組同學研究“運動物體所受空氣阻力與運動速度關系”的探究過程如下:
A.有同學認為:運動物體所受空氣阻力可能與其運動速度有關.
B.他們計劃利用一些“小紙杯”作為研究對象,用超聲測距儀等儀器測量“小紙杯”在空中直線下落時的下落距離、速度隨時間變化的規(guī)律,以驗證假設.
C.在相同的實驗條件下,同學們首先測量了單只“小紙杯”在空中下落過程中不同時刻的下落距離,將數據填入表中,畫出對應的位移一時間圖線,然后將不同數量的“小紙杯”疊放在一起從空中下落,分別測出它們的速度一時間圖線.
D.同學們對實驗數據進行分析、歸納后,證實了他們的假設,回答下列提問:
與上述過程中A、C步驟相應的科學探究環(huán)節(jié)分別是______,______.
(2):量得一只彈簧測力計3N和5N兩刻度線之間的距離為2.5cm,則這只彈簧測力計3N刻度線與零刻度線間的距離為______cm;彈簧測力計所用彈簧的勁度數為______N/m.

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