20.如圖所示,在傾角θ=37°的足夠長(zhǎng)的固定斜面的底端,有一質(zhì)量m=1.0kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的物體,以v0=6.0m/s的初速度沿斜面上滑,物體與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20.已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,重力加速度g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力.求:
(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的加速度大。
(2)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大距離;
(3)物體返回到斜面底端時(shí)的速度大;
(4)物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中,滑動(dòng)摩擦力所做的總功;
(5)物體返回到斜面底端時(shí),重力做功的功率大小;
(6)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中,重力做功的功率.

分析 (1)根據(jù)牛頓第二定律求物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小;
(2)根據(jù)速度位移關(guān)系式求物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大距離;
(3)對(duì)全過程運(yùn)用動(dòng)能定理求物體返回到斜面底端時(shí)的速度大。
(4)根據(jù)摩擦力公式${W}_{f}^{\;}=-fs$求物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中,滑動(dòng)摩擦力所做的總功;
(5)根據(jù)P=mgvcosθ,θ為重力與速度方向的夾角,求物體返回到斜面底端時(shí),重力做功的功率大。
(6)求出物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中的時(shí)間,求出重力所做的功,求出重力做功的功率

解答 解:(1)根據(jù)牛頓第二定律,有
mgsin37°+μmgcos37°=ma
得a=gsin37°+μgcos37°=10×0.6+0.2×10×0.8=7.6$m/{s}_{\;}^{2}$
(2)根據(jù)速度位移公式,有
$x=\frac{{v}_{\;}^{2}-{v}_{0}^{2}}{2a}=\frac{0-{6}_{\;}^{2}}{2×(-7.6)}=2.37m$
(3)根據(jù)動(dòng)能定理,有:
$-μmgcos37°•2x=\frac{1}{2}m{v}_{\;}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
代入數(shù)據(jù)解得:$v=\sqrt{{v}_{0}^{2}-4μgxcos37°}$=$\sqrt{{6}_{\;}^{2}-4×0.2×10×2.37×0.8}=4.56m/s$
(4)物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中,滑動(dòng)摩擦力所做的總功
${W}_{f}^{\;}=-μmgcos37°•2x$=-0.2×10×0.8×2.37×2=-7.58J
(5)物體返回到斜面底端時(shí),重力做功的功率大小
P=mgvcos(90°-37°)=10×4.56×0.6=27.36W
(6)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中
時(shí)間$t=\frac{6}{7.6}s$
重力做功${W}_{G}^{\;}=mgxsin37°=10×2.37×0.6=14.22J$
重力的功率$\overline{P}=\frac{W}{t}=\frac{14.22}{\frac{6}{7.6}}=18W$
答:(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小7.6$m/{s}_{\;}^{2}$;
(2)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大距離2.37m;
(3)物體返回到斜面底端時(shí)的速度大小4.56m/s;
(4)物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的過程中,滑動(dòng)摩擦力所做的總功-7.58J;
(5)物體返回到斜面底端時(shí),重力做功的功率大小27.36W;
(6)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中,重力做功的功率18W

點(diǎn)評(píng) 本題考查了牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)能定理、功和功率等知識(shí)點(diǎn),考查的知識(shí)點(diǎn)雖然多,但題目較簡(jiǎn)單,關(guān)鍵是選擇合適的物理規(guī)律解題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

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10.小明課外研究性小組自制一枚火箭,火箭從地面發(fā)射后,始終在垂直于地面的方向上運(yùn)動(dòng),火箭點(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過4s到達(dá)離地面40m高處時(shí)燃料恰好用完,若不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2,求:火箭離地面的最大高度和從發(fā)射到殘骸落回地面過程的總時(shí)間.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

11.在探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,如圖所示為某同學(xué)打出來的一條紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的記數(shù)點(diǎn),(所用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器頻率為50Hz),圖中數(shù)字的單位為cm.相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s,請(qǐng)利用紙帶回答以下問題:(所有結(jié)果均保留兩位小數(shù))

(1)計(jì)算各點(diǎn)的瞬時(shí)速度:vB=0.83m/s,vD=2.35m/s.
(2)根據(jù)以上兩點(diǎn)的瞬時(shí)速度知,小車的加速度 a=7.60m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.如圖所示,用三段不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩OA、OB、OC共同懸掛一重物使其靜止,其中A端固定,OA繩與水平之間的夾角為θ.最初OB繩是水平的,現(xiàn)保持θ角不變,將OB繩的B端逐漸向上移動(dòng),在B端到達(dá)O點(diǎn)正上方的過程中,若分別用FA和FB表示OA和OB繩上的拉力大小,則下列判斷中正確的是( 。
A.FA先變大后變小,F(xiàn)B先變小后變大B.FA先變小后變大,F(xiàn)B先變小后變大
C.FA一直變小,F(xiàn)B先變大后變小D.FA一直變小,F(xiàn)B先變小后變大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.將一質(zhì)量為m的排球豎直向上拋出,它上升了H高度后再落回到拋出點(diǎn).設(shè)排球運(yùn)動(dòng)過程中受到方向與運(yùn)動(dòng)方向相反、大小恒為f的空氣阻力作用,已知重力加速度大小為g,且f<mg.不考慮排球的轉(zhuǎn)動(dòng),則下列說法中正確的是( 。
A.排球上升過程中動(dòng)能減小了mgH
B.排球上升過程中的加速度始終大于重力加速度g
C.排球上升過程中克服重力做的功等于下降過程重力做的功
D.排球下降過程中重力做功的功率逐漸變大

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

5.2016年10月17日7時(shí)49分,神舟十一號(hào)飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空后準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道,并于北京時(shí)間19日凌晨3點(diǎn)半左右與天宮二號(hào)成功實(shí)施自動(dòng)交會(huì)對(duì)接.如圖所示,已知“神舟十一號(hào)”從捕獲“天宮二號(hào)”到實(shí)現(xiàn)對(duì)接用時(shí)為t,這段時(shí)間內(nèi)組合體繞地球轉(zhuǎn)過的角度為θ(此過程軌道不變,速度大小不變).地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,引力常量為G,不考慮地球自轉(zhuǎn),求組合體運(yùn)動(dòng)的周期T及所在圓軌道離地高度H.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

12.物體作勻速直線運(yùn)動(dòng),規(guī)定某一方向?yàn)檎较,沿物體運(yùn)動(dòng)的路線建立直線坐標(biāo)系ox,在t1=0時(shí)刻位于x1=-1m處;t2=2s時(shí)位于x2=2m處,求:
(1)0~2s時(shí)間內(nèi)的位移;
(2)這段時(shí)間內(nèi)物體的速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.熱敏電阻包括正溫度系數(shù)電阻器(PTC)和負(fù)溫度系數(shù)電阻器(NTC).正溫度系數(shù)電阻器(PTC)在溫度升高時(shí)電阻值越大,負(fù)責(zé)溫度系數(shù)電阻器(NTC)在溫度升高時(shí)電阻值越小,熱敏電阻的這種特性,常常應(yīng)用在控制電路中.某實(shí)驗(yàn)小組選用下列器材探究通過熱敏電阻Rx(常溫下阻值約為10.0Ω)的電流隨其兩端電壓變化的特點(diǎn).
A.電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻約0.3Ω)
B.電壓表V(量程15.0V,內(nèi)阻約10kΩ)
C.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為10Ω)
D.滑動(dòng)變阻器R′(最大阻值為500Ω)
E.電源E(電動(dòng)勢(shì)15V,內(nèi)阻忽略)
F.電鍵、導(dǎo)線若干
①實(shí)驗(yàn)中改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,使加在熱敏電阻兩端的電壓從零開始逐漸增大,請(qǐng)?jiān)谒峁┑钠鞑闹羞x擇必需的器材,應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器C.(只需填寫器材前面的字母即可)
②請(qǐng)?jiān)谒峁┑钠鞑闹羞x擇必需的器材,在虛線框內(nèi)畫出該小組設(shè)計(jì)的電路圖.

③該小組測(cè)出熱敏電阻R1的U-I圖線如曲線I所示.請(qǐng)分析說明該熱敏電阻是PTC熱敏電阻(填PTC或NTC).
④該小組又通過查閱資料得出了熱敏電阻R2的U-I圖線如曲線II所示.然后又將熱敏電阻R1、R2分別與某電池組連成如圖所示電路.測(cè)得通過R1和R2的電流分別為0.30A和0.60A,則該電池組的電動(dòng)勢(shì)為10.0V,內(nèi)阻為6.67Ω.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx.實(shí)驗(yàn)所用器材為:電池組(電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻約1Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0~20Ω,額定電流2A)、開關(guān)、導(dǎo)線若干.
某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量,記錄數(shù)據(jù)如下:
次數(shù)1234567
U/V0.100.300.701.001.501.702.30
I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520
由以上數(shù)據(jù)可知,他們測(cè)量Rx是采用圖1中的甲圖(選填“甲”或“乙”).

(3)圖2是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端.
請(qǐng)根據(jù)圖(2)所選的電路圖,補(bǔ)充完成圖2中實(shí)物間的連線,并使閉合開關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞.

(4)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系,如圖3所示,圖中已標(biāo)出了測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn).請(qǐng)?jiān)趫D3中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)坐標(biāo)點(diǎn),并描繪出U─I圖線.由圖線得到金屬絲的阻值Rx=4.5Ω(保留兩位有效數(shù)字).
(5)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲的電阻率約為C(填選項(xiàng)前的符號(hào)).
A.1×10-2Ω•m    B.1×10-3Ω•m    C.1×10-6Ω•m    D.1×10-8Ω•m
(6)任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差.本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn),下列關(guān)于誤差的說法中正確的選項(xiàng)是CD(有多個(gè)正確選項(xiàng)).
A.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí),由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差
B.由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差
C.若將電流表和電壓表內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi),可消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差
D.用U─I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差.

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