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(12分)在傾角為θ的光滑斜面上端系有一勁度系數(shù)為k的彈簧,彈簧軸線與斜面平行,彈簧下端連一個質量為m的小球,球被一垂直斜面的擋板A擋住,此時彈簧沒有形變,若A以加速度a(a<gsinθ)沿斜面向下勻加速運動,求:

(1)從擋板開始運動到球板分離所經歷的時間t.

(2)從擋板開始運動到小球速度最大時,球的位移x.

 

【答案】

(1)(2)mgsinθ/k.

【解析】

試題分析:(1)設球與擋板分離時位移為s,經歷的時間為t,從開始運動到分離過程中,m受到豎直向下的重力,垂直斜面向上的支持力FN,沿斜面向上的擋板支持力FN1和彈簧彈力f,根據(jù)牛頓第二定律可得方程:

mgsinθ-f-FN1=ma,又因f=kx

隨著x的增大,f增大,F(xiàn)N1減小,保持a不變,當m與擋板分離時,x增大到等于s,F(xiàn)N1減小到0,則有:

x=at2/2,mgsinθ-kx=ma

聯(lián)立解得t=

(2)分離后繼續(xù)做加速度減小的加速運動,v最大時,m受合力為零,即kxm=mgsinθ

位移是xm=mgsinθ/k.

考點:本題考查牛頓第二定律、運動學關系和胡克定律。

 

練習冊系列答案
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(08年黃岡市期末)(12分)一種采用電力和內燃機雙動力驅動的新型列車,質量為m,當它在平直的鐵軌上行駛時,若只采用內燃機驅動,發(fā)動機額定功率為P1,列車能達到的最大速度為v1;在列車行駛過程中由于某種原因列車停在傾角為θ的坡道上,為了保證列車上坡時有足夠大的動力,需改為電力驅動,此時發(fā)動機的額定功率為P2.已知列車在坡道上行駛時所受鐵軌的阻力是在平直鐵軌上行駛時的k倍,重力加速度為g,求列車在坡道上能達到的最大速度。

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(2)小滑塊由a點向b點運動的過程中受到的滑動摩擦力大。

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(14分)如圖所示,在傾角為37°的光滑斜面上有一根長為0.4 m、質量為6×10-2 kg

的通電直導線,電流大小I=1 A、方向垂直于紙面向外,導線用平行于斜

面的輕繩拴住不動,整個裝置放在磁感應強度每秒增加0.4 T、方向豎直

向上的磁場中,設t=0時,B=0,求需要幾秒,斜面對導線的支持力為

零?(g取10 m/s2)                                                    圖12

 

 

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