15.如圖所示,質(zhì)量為1kg的小球穿在固定的直桿上,桿與水平方向成37°角,球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.小球在豎直向上的大小為20N的拉力F作用下,從離桿的下端0.24m處由靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)1s撤去拉力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小球沿桿上滑的加速度大;
(2)小球沿桿上滑的最大距離;
(3)小球從靜止起滑到桿的下端所需的時(shí)間.

分析 (1)對(duì)物體受力分析,根據(jù)牛頓第二定律可求得加速度;
(2)根據(jù)速度公式可求得撤去拉力時(shí)的速度和位移,再對(duì)撤去拉力過(guò)程進(jìn)行分析,根據(jù)牛頓第二定律可求得加速度,再根據(jù)速度和位移的關(guān)系求解位移,即可求得總位移;
(3)下滑過(guò)程根據(jù)牛頓第二定律可求得加速度,再結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解時(shí)間.

解答 解:(1)對(duì)物體根據(jù)牛頓第二定律有:(F-mg)sin37°-μ(F-mg)cos37°=ma1
解得小球上滑的加速度大小為:a1=2m/s2
(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有:
v1=a1t1=2×1m/s=2m/s
${x}_{1}=\frac{1}{2}{a}_{1}{t}_{1}^{2}=\frac{1}{2}×2×{1}^{2}m=1m$
撤去拉力后,小球繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律:
mgsin37°+μmgcos37°=ma2
解得:a2=10m/s2
${x}_{2}=\frac{({a}_{1}{t}_{1})^{2}}{2{a}_{2}}=\frac{{2}^{2}}{2×10}m=0.2m$
聯(lián)立以上各式解得小球沿桿上滑的最大距離為:x=x1+x2=1m+0.2m=1.2m
(3)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)后開(kāi)始下滑,有:${t}_{2}=\frac{{v}_{1}}{{a}_{2}}=0.2s$
根據(jù)牛頓第二定律有:mgsin37°-μmgcos37°=ma3
根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系有:${x}_{0}+{x}_{1}+{x}_{2}=\frac{1}{2}{a}_{3}{t}_{3}^{2}$
聯(lián)立解得:a3=2m/s,t3=1.2s
小球從靜止起滑到桿的下端所需的時(shí)間為:t=t1+t2+t3=2.4s
答:(1)小球沿桿上滑的加速度大小為2m/s2;
(2)小球沿桿上滑的最大距離為1.2m;
(3)小球從靜止起滑到桿的下端所需的時(shí)間為2.4s.

點(diǎn)評(píng) 本題考查牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合的問(wèn)題,解題的關(guān)鍵在于正確受力分析,明確加速度在力和速度之間的橋梁作用,正確選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解是解題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.對(duì)下列概念、公式的理解,正確的是( 。
A.任一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度總是指向該點(diǎn)電勢(shì)降落最快的方向
B.根據(jù)E=$\frac{F}{q}$,電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和試探電荷的電荷量q成反比
C.根據(jù)W=qU,一個(gè)電子(-e)在電勢(shì)差為1V的兩點(diǎn)間被電場(chǎng)加速,電場(chǎng)力做功為1J
D.根據(jù)Uab=$\frac{W_{ab}}{q}$,若帶電荷量為1×10-5C的正電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),克服電場(chǎng)力做功為1×10-5J,則a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差為Uab=1V,且a點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)高

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

6.如圖所示,半徑R=1.0m、圓心角θ=106°的光滑圓軌道AC與粗糙的固定斜面相切于C點(diǎn).A、C為圓弧的兩端點(diǎn),其連線水平,B為圓弧的最低點(diǎn).質(zhì)量m=0.1kg的小球以v0=5m/s的速度從A點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道,離開(kāi)C點(diǎn)后沿斜面運(yùn)動(dòng)最高可到達(dá)D點(diǎn).小球與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{1}{3}$,重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力的大。
(2)D點(diǎn)與C點(diǎn)的高度差.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“探究加速度與合力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn),方法如下:在水平軌道的B點(diǎn)固定一個(gè)光電門(mén),A點(diǎn)有一個(gè)小車(chē),小車(chē)上有一個(gè)寬度為d的遮光條,用重物通過(guò)細(xì)線拉小車(chē),小車(chē)在A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).

(1)若A、B之間的距離為L(zhǎng),遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t,則小車(chē)的加速度a=$\frac{mowa77q^{2}}{2L{t}^{2}}$.
(2)本實(shí)驗(yàn)中,把重物的重力當(dāng)作小車(chē)受到的合力,實(shí)驗(yàn)中缺少的一個(gè)重要步驟為平衡摩擦力.設(shè)重物的質(zhì)量為m,小車(chē)的質(zhì)量為M,則m遠(yuǎn)小于M(填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”).
(3)若甲、乙兩個(gè)同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn),為方便對(duì)比,兩個(gè)同學(xué)畫(huà)圖時(shí)橫、縱坐標(biāo)的標(biāo)度都是一樣的,各自得到了a-F圖象如圖2所示,圖象的斜率不同說(shuō)明兩位同學(xué)使用的器材中質(zhì)量是不同的,且大小關(guān)系是m>m

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

10.如圖甲所示,將一光滑U形豎直金屬框架上段折成水平狀,其中abed在水平面內(nèi),bcfe在豎直面內(nèi),框架寬度為1m,在框架ad與gh間存在一t=0時(shí)刻方向豎直向上的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,ad與gh間的距離為1.5m,豎直框架處于水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2=0.5T,豎直框架上有一垂直框架放置的導(dǎo)體棒pq,導(dǎo)體棒被框架上固定的兩托舉金屬部件擋。阎獙(dǎo)體棒質(zhì)量m=0.1kg,其在框架間部分電阻R1=0.5Ω,框架ad段電阻R2=0.5Ω,框架其余部分的電阻不計(jì),重力加速度g=10m/s2.求:

(1)t=0.5s時(shí)(導(dǎo)體棒pq靜止),流過(guò)導(dǎo)體棒pq的電流方向及大小;
(2)t=1.5s時(shí),導(dǎo)體棒pq對(duì)托舉部件的壓力大小及0~1.5s時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體棒pq上產(chǎn)生的熱量.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

20.正常情況下,空氣是不導(dǎo)電的,但是如果空氣中的電場(chǎng)很強(qiáng),空氣也可以被擊穿,空氣被擊穿時(shí)會(huì)看到電火花或閃電.若觀察到某次閃電的火花長(zhǎng)約100m,且已知空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)為3×106V/m,那么發(fā)生此次閃電的電勢(shì)差約為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

7.在一水平向右勻速傳輸?shù)膫魉蛶У淖蠖薃點(diǎn),每隔T的時(shí)間,輕放上一個(gè)相同的工件,已知工件與傳送帶間動(dòng)摩擦因素為μ,工件表面帶有污漬,經(jīng)測(cè)量,發(fā)現(xiàn)后面那些已經(jīng)和傳送帶達(dá)到相同速度的工件之間的距離為x,下列判斷正確的有(  )
A.傳送帶的速度為$\frac{x}{T}$
B.傳送帶的速度為2$\sqrt{2μgx}$
C.每個(gè)工件在傳送帶上留下的污跡長(zhǎng)$\frac{{x}^{2}}{(2ug{T}^{2})}$
D.每個(gè)工件在傳送帶上加速時(shí)間為$\frac{x}{(2ugT)}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

4.為了測(cè)量加速度,使用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).其中1、2為兩個(gè)光電門(mén),它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連,當(dāng)滑行器通過(guò)A、B光電門(mén)時(shí),光束被遮擋的時(shí)間△t1、△t2都可以被測(cè)量并記錄.擋光片寬度為d,光電門(mén)間距離為s.實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d;用米尺測(cè)最兩光電門(mén)之間的距離s;
②調(diào)整輕滑輪,使細(xì)線水平:
③讓物塊從光電門(mén)1的右側(cè)由靜止釋放,用數(shù)字毫秒計(jì)分別測(cè)出遮光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2所用的時(shí)間△t1和△t2,求出加速度a;
④多次重復(fù)步驟③,求a的平均$\overline{a}$;

回答下列為題:
(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)某同學(xué)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘,使氣墊導(dǎo)軌水平,在不增加其他儀器的情況下,判定調(diào)節(jié)是否到位的方法是輕推小車(chē),小車(chē)通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)時(shí)間相等.
(2)測(cè)量d時(shí),某次游標(biāo)卡尺(主尺的最小分度為0.05mm)如圖乙.其讀數(shù)為0.225cm
(3)小球通過(guò)A、B的時(shí)間分別為△t1=1.5×10-3s、△t2=0.9×10-3s,則小球通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的瞬時(shí)速度為1.5m/s
(4)物塊的加速度a可用d、s、△t1,和△t2,表示為a=$\frac{{{{({\fraczgx92mb{{△{t_2}}}})}^2}-{{({\fracknkd1ai{{△{t_1}}}})}^2}}}{2x}$.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

5.圖中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線.兩粒子M、N質(zhì)量相等,所帶電荷的絕對(duì)值也相等.現(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出,兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示.點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn),已知o點(diǎn)電勢(shì)高于c 點(diǎn).若不計(jì)重力,則(  )
A.M帶負(fù)電荷,N帶正電荷
B.N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度大小相同
C.N在從o點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功
D.M在從o點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)它做的功等于零

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案