分析 (1)分析在風(fēng)力F作用時實(shí)驗(yàn)對象的受力:重力、拉力,桿的支持力和滑動摩擦力,采用正交分解法,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度.
(2)實(shí)驗(yàn)對象先做勻加速直線運(yùn)動,后做勻減速直線運(yùn)動,剛好到達(dá)N點(diǎn)時速度為零時,風(fēng)力F作用的時間最短.由牛頓第二定律求出兩個過程的加速度,由速度位移公式求出勻加速運(yùn)動的位移,再求風(fēng)力F作用的最短時間.
解答 解:(1)設(shè)在力F作用時,直桿對實(shí)驗(yàn)對象的支持力為N1,滑動摩擦力為f1,實(shí)驗(yàn)對象剛開始運(yùn)動時的加速度大小為a1,則根據(jù)牛頓第二定律得:
沿桿方向有:Fsin30°-mgsin30°-f1=ma1
垂直于桿方向有:N1=Fcos30°-mgcos30°
又 f1=μN(yùn)1
解得 a1=2.5 m/s2
(2)當(dāng)小球到達(dá)N點(diǎn)的速度剛好為零,風(fēng)力F作用的最短時間,設(shè)為t1.
設(shè)撤去力F前小球上滑距離為x1,撤去力F后,小球上滑的加速度大小為a2,上滑距離為x2,剛撤去F時,小球的速度為v,則有:
v=a1t1
x1=$\frac{1}{2}{a}_{1}{t}_{1}^{2}$
根據(jù)牛頓第二定律得:
mgsinθ+mgcosθ=ma2
可得:a2=7.5m/s2
x2=$\frac{{v}^{2}}{2{a}_{2}}$
由幾何關(guān)系有:x1+x2=L
聯(lián)立解得:t1=1.2s
答:(1)實(shí)驗(yàn)對象剛開始運(yùn)動時的加速度大小是2.5 m/s2.
(2)風(fēng)力F作用的最短時間是1.2s.
點(diǎn)評 牛頓定律和運(yùn)動學(xué)公式結(jié)合是解決力學(xué)的基本方法.關(guān)鍵在于分析物體的受力情況和運(yùn)動情況.當(dāng)物體受力較多時,往往采用正交分解法求加速度.
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 在軌道I上,衛(wèi)星在P點(diǎn)速度大于在Q點(diǎn)的速度 | |
B. | 衛(wèi)星在同步軌道II上的運(yùn)行速度大于7.9km/s | |
C. | 衛(wèi)星在I、II軌道經(jīng)過Q點(diǎn)的速度v1=v2 | |
D. | 衛(wèi)星在I、II軌道經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度a1=a2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 波動的產(chǎn)生需要兩個條件,即波源和傳播波的介質(zhì) | |
B. | 波動過程是質(zhì)點(diǎn)由近向遠(yuǎn)傳遞的過程 | |
C. | 波由一種介質(zhì)傳到另一種介質(zhì)進(jìn),頻率變大 | |
D. | 同一性質(zhì)的波在同種介質(zhì)中傳遞時,頻率不同,波速不同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 加速度先變小后變大 | B. | 加速度一直變小 | ||
C. | 速度先變大后變小 | D. | 速度一直變大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 突然將F撤去瞬間,兩球的速度和加速度均為0 | |
B. | A球離開墻壁后,兩球的速度相等時彈簧恰好恢復(fù)原長 | |
C. | B球運(yùn)動過程中加速度的最大值為$\frac{F}{2m}$ | |
D. | A球離開墻壁后,兩球的加速度始終大小相等,方向相反 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 0 | B. | 10 m/s2 | C. | 7 m/s2 | D. | $10\sqrt{2}$m/s2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 一定與物體的速度方向相同 | |
B. | 一定與物體的速度方向相反 | |
C. | 一定與物體的速度方向垂直 | |
D. | 與物體的速度方向有時相同、有時相反 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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