分析 (1)對(duì)滑塊進(jìn)行受力分析,由牛頓第二求得物體在F作用時(shí)的加速度,再根據(jù)速度時(shí)間有關(guān)系求得t=5s時(shí)物體的速度;
(2)撤去F后,根據(jù)牛頓第二定律由物體所受合力求得此時(shí)加速度,再根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系求得物體還能滑行多長(zhǎng)時(shí)間;
(3)分別求出物體在F作用下加速運(yùn)動(dòng)的位移和撤去F后減速運(yùn)動(dòng)的位移從而求得全程物塊發(fā)生的位移.
解答 (1)對(duì)物塊進(jìn)行受力分析如圖所示:
所以有:
豎直方向:F合y=N-mg-Fsinθ=0
水平方向:F合x(chóng)=Fcosθ-f=ma
又摩擦力f=μN(yùn)
由引可得,物體在F作用下產(chǎn)生的加速度為:
a=$\frac{Fcosθ-μ(mg+Fsinθ)}{m}$=$\frac{10×0.8-0.3×(2×10+10×0.6)}{2}m/{s}^{2}=0.1m/{s}^{2}$
所以物塊在5s時(shí)的速度為:
v=at=0.1×5m/s=0.5m/s
(2)由(1)知,撤去力F時(shí)物塊的速度為:
v′=at=0.1×10m/s=1m/s
撤去力F后,對(duì)物塊受力分析有:
所以有:
豎直方向:N′-mg=0
水平方向:f′=ma′
所以物塊在摩擦力作用下產(chǎn)生加速度的大小為:
$a′=\frac{f′}{m}=\frac{μmg}{m}=μg=3m/{s}^{2}$
撤去F后物塊在摩擦力作用下做減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系知,物塊還能運(yùn)動(dòng)時(shí)間為:
$t′=\frac{v′}{a′}=\frac{1}{3}s$=0.33s
(3)由題意知,物塊勻加速運(yùn)動(dòng)的位移為:
${x}_{1}=\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×0.1×1{0}^{2}m=5m$
物塊勻減速運(yùn)動(dòng)的位移為:
${x}_{2}=\frac{v{′}^{2}}{2a}=\frac{{1}^{2}}{2×3}m=\frac{1}{6}m$=0.17m
所以全程物塊發(fā)生的位移大小為:
x=x1+x2=5+0.17m=5.17m
答:(1)當(dāng)t=5s時(shí)物體速度為1m/s;
(2)撒去F后,物體還能滑行0.33s;
(3)全程物塊發(fā)生的位移大小為5.17m.
點(diǎn)評(píng) 本題應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合處理動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,根據(jù)牛頓第二定律求解物體的加速度是關(guān)鍵,本題易錯(cuò)點(diǎn)是撤去外力F后,物塊所受摩擦力發(fā)生變化,不能用第一問(wèn)中求得的摩擦力直接代第2問(wèn)中求加速度.
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A. | 3 N | B. | 8 N | C. | 10 N | D. | 15 N |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | $\overline V=\frac{{{V_0}+{V_t}}}{2}$ | B. | $\overline V<\frac{{{V_0}+{V_t}}}{2}$ | ||
C. | a的大小和方向都沒(méi)有變化 | D. | a的大小隨時(shí)間逐漸減小 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 飛船在軌道Ⅰ上的運(yùn)行速率v=$\frac{1}{2}$$\sqrt{{g}_{0}R}$ | |
B. | 飛船在A點(diǎn)處點(diǎn)火時(shí),動(dòng)能增加 | |
C. | 飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)行速率大于在軌道Ⅲ上的運(yùn)行速率 | |
D. | 飛船在軌道Ⅲ繞月球運(yùn)行一周所需的時(shí)間為T(mén)=2π$\sqrt{\frac{R}{{g}_{0}}}$ |
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