分析 (1)根據牛頓第二定律求出滑雪者在斜坡上從靜止開始加速至速度8m/s期間的加速度,再根據速度時間公式求出運動的時間;
(2)根據牛頓第二定律求出速度大于8m/s時的加速度,從而得出加速度變化后的位移,根據勻變速直線運動的速度位移公式求出滑雪者到達B處的速度;
(3)由牛頓第二定律與運動學公式可以求出運動距離.
解答 解:(1)由牛頓第二定律得:mgsinθ-μ1mgcosθ=ma1,
解得:a1=gsinθ-μ1gcosθ=10m/s2×0.6-0.5×10m/s2×0.8=2m/s2,
由v=a1t得,滑行時間:
t=$\frac{v}{{a}_{1}}$=$\frac{8m/s}{2m/{s}^{2}}$=4s,
x1=$\frac{1}{2}$a1t2=$\frac{1}{2}$×2m/s2×(4s)2=16m<24m;
(2)由靜止到動摩擦因素變化的位移:
x1=$\frac{1}{2}$a1t2=$\frac{1}{2}$×2m/s2×(4s)2=16m<24m,
動摩擦因數變化后,由牛頓第二定律得:mgsinθ-μ2mgcosθ=ma2,
解得:a2=gsinθ-μ2gcosθ=10m/s2×0.6-0.25×10m/s2×0.8=4m/s2,
x2=L-x1=24m-16m=8m,
由${v}_{B}^{2}$-v2=2a2x2得,達到B處速度:
vB=$\sqrt{{v}^{2}+2{a}_{2}{x}_{2}}$═$\sqrt{(8m/s)^{2}+2×4m/{s}^{2}×8m}$=8$\sqrt{2}$m/s;
(3)在水平雪地上做勻減速直線運動,
由牛頓第二定律得:μ3mg=ma3,
做勻減速運動的加速度大。篴3=μ3g=0.4×10m/s2=4m/s2,
根據速度位移關系可知,滑雪者通過的位移:
x3=$\frac{0-{v}_{B}^{2}}{-2{a}_{3}}$=$\frac{0-(8\sqrt{2}{m/s)}^{2}}{-2×4m/{s}^{2}}$=16m,
答:(1)滑雪者從靜止開始到動摩擦因數發(fā)生變化所經歷的時間為4s;
(2)滑雪者到達B處時的速度大小為8$\sqrt{2}$m/s;
(3)滑雪者在水平雪地上運動的最大距為16m.
點評 本題綜合運用了牛頓第二定律、動能定理等規(guī)律,關鍵理清滑雪者的運動過程,正確地受力分析,運用牛頓定律或動能定理解題.
科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 極板X應帶負電 | B. | 極板X'應帶負電 | C. | 極板Y應帶正電 | D. | 極板Y'應帶正電 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 在場強較小處,電荷在該處的電勢能也較小 | |
B. | 電荷在場強為零處的電勢能也為零 | |
C. | 在選定為零電勢的位置處,任何電荷的電勢能必為零 | |
D. | 由關系式R=$\frac{U}{I}$可知,導體中的電阻R跟導體兩端的電壓U成正比,跟導體中的電流I成反比 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | O點的電場強度為零,電勢為零 | |
B. | O點的電場強度為零,電勢最高 | |
C. | 從O點沿x軸正方向,電場強度減小,電勢降低 | |
D. | 一正電荷以初速度v0從O點沿x軸正方向射入電場,則電場力對該電荷做負功,電勢能增加 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 兩板間距離增大 | B. | 兩板間距離減小 | ||
C. | 兩板正對面積減小 | D. | 兩板正對面積增大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 加速度越來越大,則速度越來越大 | |
B. | 運動的物體加速度大,表示速度變化快 | |
C. | 加速度的正負表示了物體運動的方向 | |
D. | 物體運動加速度的方向不變,速度方向也一定不變 |
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