16.如圖(甲)所示,質(zhì)量m=2kg的物體在水平面上向右做直線運(yùn)動(dòng).過a點(diǎn)時(shí)給物體作用一個(gè)水平向左的恒力F并開始計(jì)時(shí),選水平向右為速度的正方向,通過速度傳感器測(cè)出物體的瞬時(shí)速度,所得vt圖象如圖(乙)所示.取重力加速度為g=10m/s2.求:

(1)力F的大小和物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)10s后撤去拉力F,求物體再過15s離a點(diǎn)的距離.

分析 (1)由v-t圖分別求得由力F和沒有力F作用時(shí)的加速度;對(duì)兩段時(shí)間分別運(yùn)動(dòng)牛頓第二定律列式后聯(lián)立求解;
(2)10s后撤去拉力F,先求解加速度,然后根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式列式求解.

解答 解:(1)設(shè)物體向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a1,則由vt圖得加速度大小a1=2 m/s2,方向與初速度方向相反.
設(shè)物體向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a2,則由vt圖得加速度大小a2=1 m/s2,方向與初速度方向相反.
在0~4 s內(nèi),根據(jù)牛頓第二定律,有:F+μmg=ma1  
在4~10 s內(nèi),F(xiàn)-μmg=ma2  
代入數(shù)據(jù)解得:F=3 N,μ=0.05.
(2)設(shè)10 s末物體的位移為x,x應(yīng)為vt圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積,
則有:x=$\frac{1}{2}$×4×8 m-$\frac{1}{2}$×6×6 m=-2 m,即物體在a點(diǎn)左側(cè)2 m處.
設(shè)撤去拉力F后物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a3,
根據(jù)牛頓第二定律有:μmg=ma3
得:a3=0.5 m/s2
則物體減速到零的時(shí)間為:t=$\frac{v}{{a}_{3}}$=$\frac{6}{0.5}$ s=12 s
則物體在15 s內(nèi)的位移即為12 s內(nèi)的位移.
則物體在12 s內(nèi)的位移為:x′=$\frac{{v}^{2}}{2{a}_{3}}$=$\frac{36}{2×0.5}$ m=36 m
物體在15 s后離a點(diǎn)的距離為:d=|x|+x′=38 m
答:(1)力F的大小為3N,物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.05;
(2)10s后撤去拉力F,物體再過15s離a點(diǎn)的距離為38m.

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵先根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況求解加速度,確定受力情況后求解出動(dòng)摩擦因素;再根據(jù)受力情況確定加速度并根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得到物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

6.為了探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,
(1)小亮利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)方案,探究小車質(zhì)量一定時(shí)加速度與合外力之間的關(guān)系,圖中上下兩層水平軌道,細(xì)線跨過滑輪并掛上砝碼盤,將砝碼和砝碼盤的總重作為小車所受合外力,兩小車尾部細(xì)線連到控制裝置上,實(shí)驗(yàn)時(shí)通過控制裝置使兩小車同時(shí)開始運(yùn)動(dòng),并同時(shí)停止.
①實(shí)驗(yàn)前,下列操作必要的是BCD
A.選用質(zhì)量不同的兩輛小車
B.調(diào)節(jié)定滑輪的高度,使細(xì)線與軌道平行
C.使砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
D.將軌道右端適當(dāng)墊高,使小車在沒有細(xì)線牽引時(shí)能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng),以平衡摩擦力
②他測(cè)量了兩小車的位移為x1,x2,則$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$=$\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$.
(2)小明用如圖乙所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

①打出的一條紙帶如圖丙所示,計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s.他從比較清晰的A點(diǎn)起,每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)量出各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離標(biāo)在紙帶上各點(diǎn)的下方,則小車運(yùn)動(dòng)的加速度0.40m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)
②實(shí)驗(yàn)前由于疏忽,小明遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測(cè)量得到的a-F圖象,可能是丁圖中的圖線3(選填“1”、“2”、“3”)
③調(diào)整正確后,他作出的a-F圖象末端明顯偏離直線,如果已知小車質(zhì)量為M,某次所掛鉤碼質(zhì)量為m,則戊圖中坐標(biāo)a1=$\frac{mg}{M}$,a2=$\frac{mg}{M+m}$.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,A、B、C、D為勻強(qiáng)電場(chǎng)中相鄰的四個(gè)等勢(shì)面,一個(gè)電子垂直經(jīng)過等勢(shì)面D時(shí),動(dòng)能為20eV,飛至等勢(shì)面B時(shí)速度恰好為零,若飛經(jīng)等勢(shì)面C時(shí)電勢(shì)能為-10eV,則電子的動(dòng)能為2eV時(shí),電勢(shì)能為(重力不計(jì))(  )
A.-2 eVB.-8eVC.8 eVD.12 eV

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.如圖所示,水平轉(zhuǎn)臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量m=1kg的物塊,用長(zhǎng)l=1m的細(xì)繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上,細(xì)線與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角θ=37°,此時(shí)繩中張力為零.物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.6,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng).(g取10m/s2,結(jié)果可用根式表示)
(1)至繩中恰好出現(xiàn)拉力時(shí),求轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度和轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊做的功.
(2)至轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊支持力恰好為零時(shí),求轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度和轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊做的功.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的位移x與時(shí)間t的關(guān)系為x=5t+t2(各物理量均采用國(guó)際單位),則該質(zhì)點(diǎn)( 。
A.質(zhì)點(diǎn)初速度為5m/s.
B.質(zhì)點(diǎn)的加速度為2m/s2
C.任意1s內(nèi)的速度變化量大小都是1m/s
D.質(zhì)點(diǎn)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.一物體以初速度vo做勻減速運(yùn)動(dòng),第1s內(nèi)通過位移為x1=3m,第2s內(nèi)通過的位移x2=2m,此后又經(jīng)過位移x3物體的速度減小為0,則下列說法中正確的是( 。
A.加速度a的大小為1m/s2B.初速度vo的大小為2.5m/s
C.位移x3的大小為1.125mD.位移x3內(nèi)的平均速度大小為1m/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

8.如圖是一個(gè)十字路口的示意圖,每條停車線到十字路口中心O的距離均為20m.一人騎電動(dòng)助力車以7m/s的速度到達(dá)停車線(圖中A點(diǎn))時(shí),發(fā)現(xiàn)左前方道路一輛轎車正以8m/s的速度駛來,車頭已抵達(dá)停車線(圖中B),設(shè)兩車均沿道路中央做直線運(yùn)動(dòng),助力車可視為質(zhì)點(diǎn),轎車長(zhǎng)4.8m,寬度可不計(jì).
(1)請(qǐng)通過計(jì)算判斷兩車保持上述速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),是否會(huì)發(fā)生相撞事故?
(2)若轎車保持上述速度勻速運(yùn)動(dòng),而助力車立即做勻加速直線運(yùn)動(dòng),為避免發(fā)生相撞事故,助力車的加速度要大于多少?
(3)若轎車保持上述速度勻速運(yùn)動(dòng),而助力車的駕駛員的反應(yīng)時(shí)間是0.5s,在反應(yīng)時(shí)間內(nèi),助力車勻速,后助力車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),為避免發(fā)生相撞事故,助力車的加速度至少是多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.甲、乙兩車同時(shí)從同一地點(diǎn)沿同一方向運(yùn)動(dòng),其中甲車由靜止開始以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過30s后立即以0.5m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到停止.乙車一直以9m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),則下列判斷正確的是( 。
A.在甲車加速過程中兩車相遇B.在甲車減速過程中兩車相遇
C.兩車不可能相遇D.兩車可能相遇兩次

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.汽車在平直公路上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),途中用了6s時(shí)間經(jīng)過A、B兩根電桿,已知A、B間的距離為60m,車經(jīng)過B時(shí)的速度為15m/s,則( 。
A.經(jīng)過A桿時(shí)速度為10m/sB.車的加速度為5m/s2
C.車從出發(fā)到B桿所用時(shí)間為9sD.從出發(fā)點(diǎn)到A桿的距離是7.5m

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案