5.某電視臺玩推箱子的游戲.模型簡化如圖所示,在動摩擦因素μ=0.2的水平面AB上,某人用水平恒力F推動質(zhì)量為m=1kg的物體從A點(diǎn)由靜止開始作勻加速直線運(yùn)動,物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去F,接著又沖上光滑斜面(設(shè)經(jīng)過B點(diǎn)前后速度大小不變),最高能到達(dá)C點(diǎn).用速度傳感器測量物體的瞬時(shí)速度,并在表格中記錄了部分測量數(shù)據(jù).求:(g取10m/s2
t/s0.00.20.42.22.42.6
v/m•s-10.00.40.83.02.01.0
(1)恒力F 的大;
(2)求出物體到達(dá)交界面上B點(diǎn)時(shí)的速度和時(shí)間;
(3)若撤去推力F,在A處給物體一個(gè)水平向左的初速度v0,恰能使物體運(yùn)動到C點(diǎn),求此初速度v0的大。

分析 (1)由表格數(shù)據(jù)求出物體從A到B的加速度a1,根據(jù)牛頓第二定律求出恒力F.
(2)由運(yùn)動學(xué)公式求出B到C的加速度a2.設(shè)通過AB時(shí)間的t,通過B點(diǎn)時(shí)的速度為vB,根據(jù)B的速度是AB段的末速度,又是BC段的末速度,分別由速度公式列式,即可求得t和vB
(3)根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求解出AB間的距離,然后根據(jù)動能定理列式求解此初速度v0的大。

解答 解:(1)物體從 A 到 B 過程中:$a=\frac{{△{v_1}}}{{△{t_1}}}=2m/{s^2}$
        根據(jù)牛頓第二定律得
              F-μmg=ma1          
代入數(shù)據(jù)得:F=4N                        
   (2)當(dāng)物體在推力F的作用下在AB間運(yùn)動時(shí),
    設(shè)通過AB時(shí)間的t,通過B點(diǎn)時(shí)的速度為vB,
     根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù),在0~2.6s時(shí)間段內(nèi):
    當(dāng)物體在水平面上運(yùn)動時(shí):${v_B}={a_1}t=\frac{{△{v_1}}}{{△{t_1}}}t=2t$
    當(dāng)物體在斜面上運(yùn)動到2.6s時(shí):${v_{2.6}}={v_B}-{a_2}(2.6-t)={v_B}-\frac{{△{v_2}}}{{△{t_2}}}(2.6-t)={v_B}-5(2.6-t)$
            由上述兩式可得:vB=4m/s                         
          t=2s                                                         
   (3)設(shè)AB間的位移為x,則:$x=\frac{v_B}{2}t=4m$
    給物體一個(gè)初速度v0時(shí)物體恰能運(yùn)動到C點(diǎn),由于斜面光滑,則物體通過B點(diǎn)的速度仍為vB=4m/s,
      根據(jù)動能定理:$-μmgx=\frac{1}{2}mv_B^2-\frac{1}{2}mv_0^2$
              解得:${v_0}=4\sqrt{2}m/s=5.6m/s$
答:(1)恒力F 的大小為4N;
    (2)物體到達(dá)交界面上B點(diǎn)時(shí)的速度為4m/s,時(shí)間為2s;
    (3)此初速度v0的大小為5.6m/s.

點(diǎn)評 本考查了牛頓第二定律、運(yùn)動學(xué)公式、動能定理等基本規(guī)律的應(yīng)用,注意正確分析物體的運(yùn)動過程,明確各物理量的關(guān)系.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.有一些問題你可能不會求解,但是你仍有可能對這些問題的解是否合理進(jìn)行分析和判斷.例如從解的物理量的單位,解隨某些已知量變化的趨勢,解在一定特殊條件下的結(jié)果等方面進(jìn)行分析,并與預(yù)期結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等進(jìn)行比較,從而判斷解的合理性或正確性.舉例如下:如圖所示,質(zhì)量為 M、傾角為 θ 的滑塊 A 放于水平地面上.把質(zhì)量為 m 的滑塊 B 放在 A 的斜面上,忽略一切摩擦,有人求得 B 相對地面的加速度a=$\frac{M+m}{M+msi{n}^{2}θ}$gsinθ,式中g(shù)為重力加速度.對于上述解,某同學(xué)首先分析了等號右側(cè)量的單位,沒發(fā)現(xiàn)問題.他進(jìn)一步利用特殊條件對該解作了如下四項(xiàng)分析和判斷,所得結(jié)論都是“解可能是對的”.但是,其中有一項(xiàng)是 錯(cuò)誤 的,請你指出該項(xiàng)( 。
A.當(dāng) θ=0°時(shí),該解給出 a=0,這符合常識,說明該解可能是對的
B.當(dāng) θ=90°時(shí),該解給出 a=g,這符合實(shí)驗(yàn)結(jié)論,說明該解可能是對的
C.當(dāng) M>>m時(shí),該解給出 a=g sin θ,這符合預(yù)期的結(jié)果,說明該解可能是對的
D.當(dāng) m>>M時(shí),該解給出 a=$\frac{g}{sinθ}$,這符合預(yù)期的結(jié)果,說明該解可能是對的

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示,光滑的斜槽由槽板AB、BC組成,AB與BC的夾角大于90°,質(zhì)量為m的球放在斜槽中,當(dāng)斜槽和球一起沿水平面向右運(yùn)動時(shí),下列說法錯(cuò)誤的( 。
A.球?qū)B槽板的壓力可能大于mgB.球?qū)B槽板的壓力可能等于零
C.球?qū)τ贐C槽板的壓力可能大于mgD.球?qū)C槽板的壓力可能小于mg

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.位于某電場中的 x 軸上的電勢φ隨位置x 變化的圖象如圖所示,x=x1和 x=-x1處,圖象切線的斜率絕對值相等且最大,則在x 軸上(  )
A.x=x1和 x=-x1兩處,電場強(qiáng)度相同
B.x=x1和 x=-x1兩處,電場強(qiáng)度最小
C.x=0 處電場強(qiáng)度大小為零
D.正電荷從 x=x1運(yùn)動到 x=+∞過程中,電勢能逐漸減小

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

20.一光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),環(huán)上套著兩個(gè)小球A和B(中央有孔),A、B間由細(xì)繩連接著,它們處于如圖中所示位置時(shí)恰好都能保持靜止?fàn)顟B(tài).此情況下,B球與環(huán)中心O處于同一水平面上,AB間的細(xì)繩呈伸直狀態(tài),與水平線成30o夾角.已知B球的質(zhì)量為m,求:(g=10m/s2
(1)細(xì)繩對B球的拉力和A球的質(zhì)量;
(2)若剪斷細(xì)繩瞬間A球的加速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.一束離子流由左端平行于極板P1射入質(zhì)譜儀,沿著直線通過電磁場復(fù)合區(qū)后,并從狹縫s0進(jìn)入勻強(qiáng)磁場B2,在磁場B2中分為如圖所示的三束,則下列相關(guān)說法中正確的是( 。
A.速度選擇器的P1極板帶負(fù)電
B.離子1帶正電
C.能通過狹縫s0 的帶電粒子的速率等于$\frac{E}{{B}_{1}}$
D.粒子2的比荷$\frac{q}{m}$絕對值最小

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

17.在測定勻變速直線運(yùn)動加速度的實(shí)驗(yàn)中,將以下步驟的代號按合理順序填空寫在橫線上:EBFCADG.
(A)拉住紙帶,將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源,后放開紙帶;
(B)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上,并接好電路;
(C)把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩跨過定滑輪,下面吊著重量適當(dāng)?shù)你^碼;
(D)斷開電源,取下紙帶;
(E)將平板有定滑輪的一端伸出桌外;
(F)將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔;
(G)換上新的紙帶,再重復(fù)做兩三次.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

14.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)以5m/s的初速度沿一平直公路做勻加速直線運(yùn)動,加速度大小為2m/s2,求:
(1)10s末質(zhì)點(diǎn)的速度大;
(2)20s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動位移.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

15.如圖,A、C兩點(diǎn)分別位于x軸和y軸上,∠OCA=30°,OC的長度為L.在△OCA區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子,從坐標(biāo)原點(diǎn)射入磁場.不計(jì)重力.
(1)若粒子沿+y方向射入磁場,當(dāng)初速度滿足什么條件時(shí),粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間為定值;
(2)大量初速度大小為v=$\frac{qBL}{2m}$的粒子以不同的方向射入第一象限,求從AC邊射出的粒子在磁場中運(yùn)動的最短時(shí)間,及該粒子的入射方向與+x的夾角.

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同步練習(xí)冊答案