题文
如图所示,质量为m=lkg的小球穿在斜杆上,已知杆与球间的动摩擦因数μ为0.5,斜杆与水平方向的夹角为θ=37°.若球受到一大小为F=30N的水平推力作用,可使小球沿杆向上从静止加速滑动(g取10m/s2),求:
(1)小球沿杆向上加速滑动的加速度大小;
(2)若F作用2s后撤去,小球上滑过程中距出发点最大距离Sm;
(3)若从撤去力F开始计时,小球在随后3s内通过的路程.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)小球受力分析图如(1)
有Fcosθ-mgsinθ-f=ma1
f=μ(mgcosθ+Fsinθ)
联立两式得,a1=5m/s2
故小球沿杆上滑的加速度大小为5m/s2.
(2)力F作用2s内的位移x1=12a1t12=12×5×4m=10m
2s末的速度v1=a1t1=5×2m/s=10m/s
撤去力F后受力如图(2),小球的加速度a2=F合m=mgsinθ+μmgcosθm=gsinθ+μgcosθ=10m/s2
小球减速到0的位移x2=v122a2=10020m=5m
sm=x1+x2=10+5m=15m
故小球上滑过程中距出发点最大距离Sm为15m.
(3)撤去F后小球减速到0所需的时间t2=v1a2=1010s=1s
则小球返回的时间t3=t-t2=2s
小球返回受力如图(3),加速度a3=mgsinθ-μmgcosθm=gsinθ-μgcosθ=2m/s2
所以x3=12a3t32=12×2×4m=4m
则s=x2+x3=9m
故小球在随后3s内通过的路程为9m.
匀变速直线运动的位移与时间的关系知识点讲解,巩固学习
解析
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,质量为m=lkg的小球穿在斜杆.....”主要考查你对 [匀变速直线运动的位移与时间的关系 ]考点的理解。
匀变速直线运动的位移与时间的关系
匀变速直线运动的位移公式:
由平均速度的定义和匀变速直线运动的平均速度及速度公式,联立推导出匀变速直线运动的位移公式:
知识点拨:
1、是匀变速直线运动位移的一般表示形式.它能表明质点在各个时刻相对初始时刻(t=0)的位移。
2、在位移公式中s、v0、a均是矢量,解题时一般要选取v0方向为正。
3、位移公式可由速度图象来推导,
如图是某物体做匀变速直线运动的图象.根据图象的物理意义,它与横轴(时间轴)所围的那块梯形面积表示运动的位移.所以:



