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如图所示,一倾角为37°的斜面固定在水平地面上,质量为1千克的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从斜面的底端A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉

题文

(14分)如图所示,一倾角为37°的斜面固定在水平地面上,质量为1千克的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从斜面的底端A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉力F。此后,物体到达最高点C。每隔0.2秒通过位移传感器测得物体的瞬时速度的大小,下表给出了部分测量数据。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)

如图所示,一倾角为37°的斜面固定在水平地面上,质量为1千克的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从斜面的底端A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉

t/s
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
V/ms-1
0.0
1.0
2.0
 
0.1
0.5
0.9
 
试求:(1)恒力F的大小;
(2)0.6秒时物体的瞬时速度;
(3)物体在斜面上运动过程中重力的最大功率;
(4)物体在斜面上运动的过程中,地面对斜面的摩擦力

题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)F=15N  (2)V=1.5m/s(3)P=15w
(4)上滑过程,f=8N 方向向右  下滑过程 f=1.6N 方向向右

点击查看匀变速直线运动知识点讲解,巩固学习

解析

(1)向上匀加速的加速度a1="5" m/s2
由牛二定律得F-mgsin370-f="m" a1
反向匀加速的加速度a2="2" m/s2
由牛二定律得mgsin370-f=ma2         解得F=15N   f=4N
(2)因0.8s的速度为0.1m/s    Vt=a2t   t=0.05s
所以物体0.75s到达最顶端
向上匀减速的加速度a3=
如图所示,一倾角为37°的斜面固定在水平地面上,质量为1千克的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从斜面的底端A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉
=10m/s2
设向上匀加速的时间为t1向上匀减速的时间为t3
则5t1-10t3=0     t1+t3=0.75     解得t1=0.5s   t3=0.25s
所以0.6s在向上匀减速阶段  v=10
如图所示,一倾角为37°的斜面固定在水平地面上,质量为1千克的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从斜面的底端A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉
0.15=1.5m/s
(3)B点重力的瞬时功率最大P=mgvBsin370=15w
(4)向上运动过程中结合受力分析得
F=Fsin370+fcos370=mgcos370sin370+fcos370=8N  方向向右
下滑过程
F=Fsin370-fcos370=mgcos370sin370-fcos370=1.6N   方向向右

考点

据考高分专家说,试题“(14分)如图所示,一倾角为37°的斜面.....”主要考查你对 [匀变速直线运动 ]考点的理解。

匀变速直线运动

定义:
在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动,即加速度恒定的变速直线运动叫匀变速直线运动。

特点:
a=恒量。

匀变速直线运动规律(基本公式):
速度公式:v=

位移公式:x=
速度平方公式:
位移公式:x=
速度平方公式:如图所示,一倾角为37°的斜面固定在水平地面上,质量为1千克的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从斜面的底端A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉


位移—平均速度关系式:x=

匀变速直线运动的几个重要推论:

  1. 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:S-S=S-S=…=SN-SN-1=ΔS=

    匀变速直线运动的几个重要推论:

    1. 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:S-S=S-S=…=SN-SN-1=ΔS=如图所示,一倾角为37°的斜面固定在水平地面上,质量为1千克的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从斜面的底端A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉
      (此公式可以用来判断物体是否做匀变速直线运动)。进一步推论:Sn+m-Sn
      ,其中Sn、Sn+m分别表示第n段和第(n+m)段相等时间内的位移,T为相等时间间隔。
    2. 某段时间内的平均速度,等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即
    3. 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根,即vs/2,其中Sn、Sn+m分别表示第n段和第(n+m)段相等时间内的位移,T为相等时间间隔。
    4. 某段时间内的平均速度,等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即
    5. 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根,即vs/2如图所示,一倾角为37°的斜面固定在水平地面上,质量为1千克的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从斜面的底端A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉

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