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14.一傾角θ為37°的斜面置于水平地面上,質(zhì)量為1kg的物體以14.4m/s的初速度從斜面底端沖上斜面(斜面足夠長),到最高點(diǎn)后再滑下,如圖所示,已知物體與斜面的摩擦因數(shù)為0.15,整個(gè)過程斜面始終保持靜止.求:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)物體沿斜面上滑的最大位移;
(2)物體沿斜面下滑的時(shí)間.
(3)物體沿斜面上滑過程中,地面對(duì)斜面的摩擦力大小及方向.

分析 (1)物體上滑過程受重力、支持力和滑動(dòng)摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度,然后根據(jù)位移使勁關(guān)系公式求解最大位移;
(2)先根據(jù)牛頓第二定律求解下滑的加速度,然后位移時(shí)間關(guān)系公式求解下滑時(shí)間.
(3)對(duì)整體分析,根據(jù)牛頓第二定律運(yùn)用正交分解法求解地面對(duì)斜面的摩擦力的大小和方向.

解答 解:(1)上升時(shí)加速度大小為
  a1=\frac{mgsinθ+μmgcosθ}{m}
=g(sinθ+μcosθ)
=10×(sin37°+0.15×cos37°)=7.2m/s2
由02-{v}_{0}^{2}=-2a1S,得上滑的最大位移 S=\frac{{v}_{0}^{2}}{2{a}_{1}}=\frac{14.{4}^{2}}{2×7.2}m=14.4 m
(2)下滑時(shí)加速度大小為 
  a2=\frac{mgsinθ-μmgcosθ}{m}
=gsinθ-μgcosθ=10×(sin37°-0.15×cos37°)=4.8m/s2
由S=\frac{1}{2}{a}_{2}{t}_{2}^{2}得 t2=\sqrt{\frac{2S}{{a}_{2}}}=\sqrt{\frac{2×14.4}{4.8}}s=2.45s
(3)以物塊和斜面整體為研究對(duì)象,作出力圖如圖.
根據(jù)牛頓第二定律得,地面對(duì)斜面的摩擦力大�。�
 f=ma1cosθ=1×7.2×cos37° N=5.76N,方向水平向左
答:
(1)物體沿斜面上滑的最大位移是14.4m;
(2)物體沿斜面下滑的時(shí)間是2.45s.
(3)物體沿斜面上滑過程中,地面對(duì)斜面的摩擦力大小是5.76N,方向水平向左.

點(diǎn)評(píng) 本題的解法是對(duì)加速度不同的兩個(gè)物體用整體法,中學(xué)用得較少.常用方法是隔離木楔ABC研究,分析受力,根據(jù)平衡求解地面對(duì)斜面的摩擦力的大小和方向.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖,水平放置的三塊帶孔的平行金屬板與一個(gè)直流電源相連,一個(gè)帶正電的液滴從A板上方M點(diǎn)處由靜止釋放,不計(jì)空氣阻力,設(shè)液滴 電量不變,從釋放到達(dá)B板小孔處為過程I,在BC之間運(yùn)動(dòng)為過程Ⅱ,則( �。�
A.液滴一定不能從C板小孔中穿出
B.過程I中一定是重力勢能向電勢能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化
C.過程I和過程Ⅱ系統(tǒng)機(jī)械能變化量大小相等
D.過程Ⅱ中一定是重力勢能向電勢能和動(dòng)能轉(zhuǎn)化

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖所示,平行板電容器兩板間有一帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),當(dāng)電容器的電荷量為Q1(A板帶正電)時(shí),小球恰好靜止在P點(diǎn).當(dāng)電容器的電荷量突然增加到Q2時(shí),帶電小球開始向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t,使A板帶負(fù)電,B板帶正電,電荷量仍為Q2,則再經(jīng)過時(shí)間t,帶電小球剛好回到P點(diǎn),不計(jì)一切阻力,小球運(yùn)動(dòng)中沒與極板相碰,則(  )
A.Q2=2Q1B.Q2=3Q1C.Q2=4Q1D.Q2=5Q1

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.如圖為一平行光滑金屬導(dǎo)軌俯視圖,導(dǎo)軌處于足夠大的勻強(qiáng)磁場中,磁感強(qiáng)度方向豎直向上,大小B=1T,導(dǎo)軌寬L=1m,金屬棒ab與導(dǎo)軌垂直,在水平向右的外力作用下以2m/s速度貼著導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動(dòng),電阻R=2Ω,其他電阻不計(jì).求:
(1)通過電阻R的電流大�。�
(2)水平外力的大�。�

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.在內(nèi)燃機(jī)汽缸里,連桿與汽缸軸線成θ角時(shí),如圖所示,燃?xì)鈮毫镕,求這時(shí)活塞對(duì)連桿的推力及對(duì)汽缸壁的壓力.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.如圖,在光滑的絕緣水平面上,有兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷M、N,分別固定在A、B兩點(diǎn),O為AB連線的中點(diǎn),C、D在AB的垂直平分線上,P為CO連線上的一點(diǎn),在C點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)帶負(fù)電的試探電荷q,此后q在C、D兩點(diǎn)間做往復(fù)運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是( �。�
A.若q在通過C點(diǎn)時(shí)電荷量突然減小,則它將會(huì)運(yùn)動(dòng)到垂直平分線上的CD段之外
B.若q從C向O運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)時(shí),電荷量突然減小,則它將會(huì)運(yùn)動(dòng)到垂直平分線上的CD段之處
C.若q在通過C點(diǎn)時(shí),點(diǎn)電荷M、N的電荷量同時(shí)等量增大,則它將會(huì)運(yùn)動(dòng)到垂直平分線上的CD段之外
D.若q從C向O運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)時(shí),點(diǎn)電荷M、N的電荷量同時(shí)等量增大,則它以后不可能再運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)或D點(diǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

4.如圖所示是某人在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度”實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶,紙帶的右端后通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.從點(diǎn)痕的分布情況可以斷定紙帶的運(yùn)動(dòng)情況是先加速后勻速.若所用電源頻率為50Hz,從打下A點(diǎn)到打下E點(diǎn),共11點(diǎn),歷時(shí)0.2s,位移為7.88×10-2m,這段時(shí)間內(nèi)紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度是0.394m/s.BD段的平均速度是0.6m/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.關(guān)于做“測電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn).某同學(xué)按如圖電路進(jìn)行連接,他用到的6根導(dǎo)線是aa′、bb′、cc′、dd′、d′e和bf,由于其中混進(jìn)了一根內(nèi)部斷開的導(dǎo)線,所以當(dāng)他按下開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電表的指針均不偏轉(zhuǎn),他用多用表的電壓檔測量bc′間的電壓,讀數(shù)約為1.5V(已知電池電動(dòng)勢約為1.5V),由于只有一根導(dǎo)線內(nèi)部斷開,根據(jù)上述現(xiàn)象可推得,這6根導(dǎo)線中哪幾根可能內(nèi)部是斷開的?答:bb′、cc′(寫導(dǎo)線編號(hào)).為了確定哪一根導(dǎo)線的內(nèi)部是斷開的,他至少還要用多用表的電壓檔再測量幾次?答:1次.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.如圖所示,在紙面內(nèi)半徑為R的圓形區(qū)域中充滿了垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,一點(diǎn)電荷從圖中A點(diǎn)以速度v0垂直磁場射入,當(dāng)該電荷離開磁場時(shí),速度方向剛好改變了180°,不計(jì)電荷的重力,下列說法正確的是( �。�
A.該點(diǎn)電荷帶負(fù)電
B.該點(diǎn)電荷離開磁場時(shí)速度方反方向延長線通過O點(diǎn)
C.該點(diǎn)電荷的比荷為\frac{q}{m}=\frac{2{v}_{0}}{BR}
D.該點(diǎn)電荷在磁場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=\frac{πR}{3{v}_{0}}

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