6.如圖所示,一斜面體固定在水平面上,在斜面底端有一靜止的滑塊,現(xiàn)用一沿斜面向上的恒力F將物體向上推,推到斜面中點時撤去F,物體恰能運動到斜面頂端并開始返回.在此情況下,物體從底端到頂端所需時間為t,從頂端到底端所需時間也為t.問:
(1)撤去F前后以及下滑過程中加速度大小a1、a2、a3的比值
(2)推力F與物體所受斜面摩擦力f之比為多少?
(3)若物體回到底端的速度為6m/s,斜面頂端與底端的高度h差為多少?

分析 (1)分別對加速上滑和減速上滑過程根據(jù)位移速度關(guān)系列方程求解加速度和時間關(guān)系,根據(jù)位移時間關(guān)系列方程求解加速度之比;
(2)對于加速上滑階段、減速上滑階段、下滑階段分別根據(jù)牛頓第二定律列方程,聯(lián)立求解即可;
(3)求出下滑過程中的加速度,根據(jù)位移速度關(guān)系列方程求解.

解答 解:(1)設(shè)斜面長為L,撤去F時速度為v,則根據(jù)位移速度關(guān)系有:
v2=2a1×$\frac{L}{2}$,
v2=2a2×$\frac{L}{2}$,
所以有:a1=a2;
由于:v=a1t1=a2t2
所以t1=t2=$\frac{t}{2}$,
根據(jù)位移時間關(guān)系可得:$\frac{L}{2}$=$\frac{1}{2}$a1t12,L=$\frac{1}{2}$a3t2
解得a1=2a3
故a1:a2:a3=2:2:1;
(2)設(shè)斜面傾角為θ,滑動摩擦力為f
則根據(jù)牛頓第二定律有:
加速上滑階段:F-mgsinθ-f=ma1 
減速上滑階段:mgsinθ+f=ma2
下滑階段:mgsinθ-f=ma3
聯(lián)立解得:$\frac{F}{f}$=8;
(3)由前面各式得a3=$\frac{2}{3}$gsinθ  
又由于2a3L=v′2,其中v′=6m/s    
得h=Lsinθ=2.7m.
答:(1)撤去F前后以及下滑過程中加速度大小a1、a2、a3的比值為2:2:1;
(2)推力F與物體所受斜面摩擦力f之比為8;
(3)若物體回到底端的速度為6m/s,斜面頂端與底端的高度h差為2.7m.

點評 對于牛頓第二定律的綜合應(yīng)用問題,關(guān)鍵是弄清楚物體的運動過程和受力情況,利用牛頓第二定律或運動學(xué)的計算公式求解加速度,再根據(jù)題目要求進行解答;知道加速度是聯(lián)系靜力學(xué)和運動學(xué)的橋梁.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

16.如圖所示,重為40N的物體靜止在傾角為30°的斜面上,物體末端與一彈簧相連,彈簧與斜面平行.若物體與斜面間的動摩因數(shù)為$\frac{\sqrt{3}}{3}$,則彈簧的彈力可能是(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)( 。
A.0B.40N,沿斜面向上C.20N,沿斜面向上D.10N,沿斜面向下

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.關(guān)于摩擦力的描述,下列說法中正確的是( 。
A.摩擦力的方向一定與物體的運動方向相反
B.摩擦力的方向一定與物體的運動方向相同
C.兩物體之間有壓力就一定有摩擦力
D.兩物體之間有摩擦力就一定有壓力

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖所示,質(zhì)量為M=60kg的人站在水平地面上,用定滑輪裝置將質(zhì)量為m=20kg的重物送入井中.當(dāng)重物以2 m/s2的加速度加速下落時,忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦,則人對地面的壓力大小為(g取10 m/s2)(  )
A.400NB.440NC.600ND.640N

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示,兩根絕緣輕質(zhì)細線下端各系一個可視為點電荷的帶正電小球,兩個小球的電荷量均為q,穩(wěn)定時,兩小球的高度相同.已知左側(cè)細線的長度為L,與水平方向的夾角為60°,右側(cè)細線與水平方向的夾角為30°.重力加速度為g,則( 。
A.兩小球之間的庫侖力為$\frac{k{q}^{2}}{{L}^{2}}$
B.兩小球的質(zhì)量一定相同
C.左側(cè)小球的質(zhì)量為$\frac{\sqrt{3}k{q}^{2}}{4g{L}^{2}}$
D.只增加左側(cè)小球所帶的電量,右側(cè)小球的高度可能會降低

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

11.如圖1所示為探究物體運動加速度與物體質(zhì)量,物體受力關(guān)系的實驗裝置,砂和砂桶質(zhì)量用m表示,小車和車上所加砝碼總質(zhì)量用M表示,小車運動加速度用a表示.

(1)實驗過程中需要適當(dāng)抬起長木板的一端以平衡小車所受的摩擦力,該步驟中木板被抬起的角度與小車質(zhì)量有關(guān)(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)
(2)在探究加速度與小車受力關(guān)系的過程中,甲和乙兩小組分別用下列兩組數(shù)據(jù)進行實驗操作,其中你認為合理的是乙(選填“甲”或“乙”)
M=500g   M=500g
 甲m(g) 20 22 24 26
 乙m(g) 20 30 40 50
(3)在探究加速度與小車質(zhì)量的過程中,應(yīng)保持砂和砂筒質(zhì)量不變,通過增減小車中砝碼改變小車質(zhì)量M,實驗測出幾組a、M數(shù)據(jù),下列圖線能直觀合理且正確反映a-M關(guān)系的是C

(4)圖3為某次實驗得到的紙帶,已知實驗所用電源的頻率為50Hz.根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為3.2m/s2.(結(jié)果保留二位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

18.水平地面上放置一質(zhì)量m=2kg的物塊,物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,用水平向右F=10N的力推物塊,物塊從靜止開始運動,2s后撤去外力,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度客取l0m/s2.求:
(1)木箱前兩秒運動的加速度;
(2)木箱從靜止開始運動后,6秒內(nèi)的位移.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.下列物理量中,屬于矢量的是( 。
A.電勢B.電流C.電壓D.電場強度

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.在如圖所示的四個電路中,電源內(nèi)阻不計,兩燈泡的阻值相等并小于滑動變阻器的最大阻值,當(dāng)分別閉合開關(guān)S,移動滑動變阻器觸頭從最左端移至最右端時,能使其中一個燈一直由暗變亮同時,另一個燈一直由亮變暗,則符合要求的電路是(  )
A.B.C.D.

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同步練習(xí)冊答案