题文
滑板运动是以滑行为特色,崇尚自由的一种运动方式,给滑者带来成功和创造的喜悦.若滑道简化为倾角为θ=370的斜面.AB及水平面BC,斜面与水平面平滑连接.运动员简化为质量m=2kg的木块,置于水平面上的D点.DB间距d=7m,木块与斜面、水平面间的动摩擦因数皆为µ=0.2,将一水平向左的恒力F=8N作用在该物体上,t=2s后撤去该力,不考虑物体经过B点时的碰撞损失,重力加速度取g=10m/s2,斜面足够长.求撤去拉力F后,经过多长时间物体经过B点?
题型:未知 难度:其他题型
答案
设在F的作用下物体运动的加速度为a1,则有
F-μmg=ma,得a1=2m/s2.
作用t1=2s后物体的速度为v1=a1t1=4m/s,位移为s1=12a1t21=4m
设撤去F后,物体加速度大小为a2,则a2=μmgm=2m/s2.
设第一次到达B点所用时间为t2,则
d-s1=v1t2-12a2t22
解得,t2=1s
此时物体的速度为v2=v1-a2t2=2m/s
物体从B点上滑的过程中,加速度大小为a3=mgsin37°+μmgcos37°m=7.6m/s2
上滑时间为t3=v2a3=27.6s≈0.26s
设物体由斜面最高点重回B点时经过时间为t4,加速度为a4,
则 a4=mgsin37°-μmgcos37°m=4.4m/s2
由s4=s3=12a4t24,得t4≈0.35s
所以撤去拉力后,物体第二次经过B点的时间为t2+t3+t4=1.61s.
答:物体第一次到达B点所用时间为1s,第二次经过B点的时间为1.61s.
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解析
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考点
据考高分专家说,试题“滑板运动是以滑行为特色,崇尚自由的一种运.....”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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