题文
如图所示,在动摩擦因素μ=0.2的水平面AB上,水平恒力F推动质量为m=1kg的物体从A点由静止开始作匀加速直线运动,物体到达B点时撤去F,接着又冲上光滑斜面(设经过B点前后速度大小不变),最高能到达C点.用速度传感器测量物体的瞬时速度,并在表格中记录了部分测量数据.求:(g取10m/s2)
t/s0.00.20.4…2.22.42.6…v/m•s-10.00.40.8…3.02.01.0…(1)恒力F 的大小;
(2)在答题纸的坐标上标出记录的数据点,并作v-t图;
(3)求出物体到达交界面上B点时的速度和时间;
(4)若撤去推力F,在A处给物体一个水平向左的初速度v0,恰能使物体运动到C点,求此初速度v0的大小.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)物体从 A 到 B 过程中:a=△v1△t1=2m/s2
根据牛顿第二定律得
F-μmg=ma1 F=ma1+μmg=4N
(2)如右图
(3)当物体在推力F的作用下在AB间运动时,
设通过AB时间的t,通过B点时的速度为vB,
根据表中提供的数据,在0~2.6s时间段内:
当物体在水平面上运动时:vB=a1t=△v1△t1t=2t
当物体在斜面上运动到2.6s时:v2.6=vB-a2(2.6-t)=vB-△v2△t2(2.6-t)=vB-5(2.6-t)
由上述两式可得:vB=4m/s
t=2s
(4)设AB间的位移为x,则:x=vB2t=4m
给物体一个初速度v0时物体恰能运动到C点,由于斜面光滑,则物体通过B点的速度仍为vB=4m/s,
根据动能定理:-μmgx=12mv2B-12mv20
解得:v0=42m/s=5.6m/s
答:(1)恒力F 的大小为4N;
(2)作v-t图如图;
(3)物体到达交界面上B点时的速度为4m/s,时间为2s;
(4)此初速度v0的大小为5.6m/s.
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解析
△v1△t1
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,在动摩擦因素μ=0.2的水平面.....”主要考查你对 [匀变速直线运动的速度与时间的关系 ]考点的理解。
匀变速直线运动的速度与时间的关系
匀变速直线运动:
物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内速度的变化相等,这种运动就叫做匀变速直线运动。也可定义为:沿着一条直线,且加速度不变的运动,叫做匀变速直线运动。
匀变速直线运动的速度公式:
Vt=V0+at。
公式说明:
- 速度公式是匀变速直线运动速度的一般表示形式。它所表明瞬时速度与时刻t的对应关系。
- 通常取初速度v0方向为正方向,加速度a可正可负(正、负表示方向),在匀变速直线运动中a恒定。
①当a与v0同方向时,a>0表明物体的速度随时间均匀增加,如下左图。
②当a与v0反方向时,a<0表明物体的速度随时间均匀减少,如下右图。
3. 速度图象是对速度公式的直观体现.图象斜率表示加速度,图象与时间轴所围的面积表示位移。
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