题文
如图所示,质量为m=1kg的物体,受到大小为8N且平行于斜面向上的力F的作用,沿倾角α=370的斜面以v=16m/s的速度向上做匀速运动.求将力F撤去后3s内物体通过的位移.(g取10m/s2)
题型:未知 难度:其他题型
答案
设将力F撤去后3s内物体通过的位移是s.当物体匀速向上运动时,物体受力如图1所示,则有:
mg•sin37°+F2=F,F2=μF1
所以:F2=F-mgsin37°=8-10×0.6N=2N
F1=mgcos37°=8N
则得到μ═0.25.
设物体速度减为零所需时间为t,由牛顿第二定律有:F合=mgsinθ+μmgcosθ=ma1
则:a1=g(sinθ+μcosθ)=10(0.6+0.25×0.8)m/s2=8m/s2
由a1t=v得:t=2s
所以经过2s后物体的速度减为零,这段时间内位移为:
s1=12a1t2=12×8×4m=16m
此后物体向下加速运动,此时受力如图2所示,根据牛顿第二定律,有:
mgsim37°-μmgcos37°=ma2
得,物体下滑的加速度为:a2=g(sin37°-μcos37°)=4m/s2.
最后1s运动的位移为:s2=12a2t′2=12×4×1m=2m
所以总位移为:s=s1+s2═16-2m=14m,方向向上
所以将力撤去3s内物体的位移是14m,方向沿斜面向上.
答:将力F撤去后3s内物体通过的位移是14m,方向沿斜面向上.
解析
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考点
据考高分专家说,试题“如图所示,质量为m=1kg的物体,受到大.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法:





