【題目】總質(zhì)量為m=75kg的滑雪者以初速度v0=8m/s,沿傾角為θ=37°的斜面向上自由滑行,已知雪橇與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,假設(shè)斜面足夠長sin 37°=0.6.g取10m/s2 , 不計(jì)空氣阻力.試求:
(1)畫出滑雪者的受力分析圖;
(2)滑雪者沿斜面上滑的最大距離;
(3)若滑雪者滑行至最高點(diǎn)后掉轉(zhuǎn)方向向下自由滑行,求他滑到起點(diǎn)時(shí)的速度大。

【答案】
(1)解:滑雪者沿斜面向上自由滑行時(shí),受到豎直向下的重力、沿斜面向下的摩擦力和垂直于斜面向上的支持力,如圖所示:


(2)解:由牛頓第二定律得,

mgsin37°+Ff=ma1…①

又因?yàn)镕f=μFN…②

FN=mgcos37°…③

聯(lián)立①②③代入數(shù)據(jù)可解得:a1=8m/s2,

滑雪者沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),速度減小到零時(shí)的位移為:

x= = m=4m,

即為滑雪者沿斜面上滑的最大距離

答:滑雪者沿斜面上滑的最大距離為4m


(3)解:當(dāng)滑雪者沿斜面向下自由滑行時(shí),受到豎直向下的重力、沿斜面向上的摩擦力和垂直于斜面向上的支持力,如圖所示:

由牛頓第二定律得:

mgsin37°﹣Ff=ma2…④

又因?yàn)镕f=μFN…⑤

FN=mgcos37°…⑥

聯(lián)立④⑤⑥代入數(shù)據(jù)可解得:a2=4m/s2

滑雪者沿斜面向下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),滑到出發(fā)點(diǎn)時(shí)的位移大小x=4m,

由v2=2ax得,滑雪者滑到起點(diǎn)時(shí)的速度大小:

v= = m/s=4 m/s

答:他滑到起點(diǎn)時(shí)的速度大小為4 m/s


【解析】(1)滑雪者沿斜面向上自由滑行時(shí),對(duì)滑雪者受力分析即可得受力示意圖;(2)根據(jù)牛頓第二定律可以求出滑雪者沿斜面向上滑行時(shí)的加速度,應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出向上滑行的距離;(3)根據(jù)牛頓第二定律可以求出滑雪者沿斜面向下滑行時(shí)的加速度,應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出他滑到起點(diǎn)時(shí)的速度大小.
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了滑動(dòng)摩擦力和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度、位移、時(shí)間的關(guān)系的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),需要掌握滑動(dòng)摩擦力:利用公式f=μF N 進(jìn)行計(jì)算,其中FN 是物體的正壓力,不一定等于物體的重力,甚至可能和重力無關(guān).或者根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用平衡條件或牛頓定律來求解;速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均為矢量式,應(yīng)用時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向,然后把矢量化為代數(shù)量求解,通常選初速度方向?yàn)檎较,凡是跟正方向一致的取?”值,跟正方向相反的取“-”值才能正確解答此題.

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:

【題目】關(guān)于電動(dòng)勢(shì)及閉合電路歐姆定律,下列說法正確的是(  )

A. 電源電動(dòng)勢(shì)越大,電源所能提供的電能就越多

B. 電源電動(dòng)勢(shì)等于路端電壓

C. 外電路的電阻越大,路端電壓就越大

D. 路端電壓增大時(shí),電源的輸出功率可能減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,實(shí)線為一正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線,虛線為其等勢(shì)面.AB是同一等勢(shì)面上的兩點(diǎn),C為另一等勢(shì)面上的一點(diǎn),下列的判斷正確的是( 。

A. A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)等于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)

B. C點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì)

C. 將電子從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力不做功

D. 將質(zhì)子從A點(diǎn)移到C點(diǎn),其電勢(shì)能增加

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,a、b是兩根垂直紙面的通有等值電流的直導(dǎo)體,兩導(dǎo)線外有一點(diǎn)PP點(diǎn)到a、b距離相等,要使P點(diǎn)的磁場(chǎng)方向向右,則a、b中電流的方向?yàn)?/span>

A. 都向紙里

B. 都向紙外

C. a中電流方向向紙外,b中向紙里

D. a中電流方向向紙里,b中向紙外

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】將一正電荷從無窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中M點(diǎn)電勢(shì)能減少了,若將另一等量的負(fù)電荷從無窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中的N點(diǎn),電勢(shì)能增加了,則下列判斷中正確的是( )

A. B.

C. D.

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【題目】如圖所示的天平可用來測(cè)定磁感應(yīng)強(qiáng)度.天平的右臂下面掛有一個(gè)矩形線圈.寬度為L,共N匝,線圈下端懸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面.當(dāng)線圈中通有電流I時(shí)(方向如圖),在天平左右兩邊加上質(zhì)量各為m1、m2的砝碼,天平平衡,當(dāng)電流反向(大小不變)時(shí),右邊再加上質(zhì)量為m的砝碼后,天平重新平衡,由此可知(  )

A. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,大小為(m2-m1g/NIL

B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,大小為(m1 - m2)g/NIL

C. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向外,大小為

D. 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里,大小為

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【題目】為驗(yàn)證力的平行四邊形定則,某同學(xué)將環(huán)形橡皮筋掛在彈簧秤鉤上,用力拉橡皮筋,使彈簧秤上的讀數(shù)為2.00 N時(shí),將橡皮筋兩端的位置畫在白紙上,記為OO,選擇合適的標(biāo)度,作出橡皮筋拉力的大小和方向,記為FOO,如圖甲所示.接著他在秤鉤和兩支圓珠筆上涂抹少許潤滑油,用兩支圓珠筆和秤鉤將環(huán)形橡皮筋拉成三角形,使秤鉤的下端仍到達(dá)O點(diǎn),將兩筆尖的位置標(biāo)記為A、B,橡皮筋OA段的拉力記為FOA,OB段的拉力記為FOB,如圖乙所示.再將環(huán)形橡皮筋剪斷,測(cè)得所受的拉力F與長度l之間的關(guān)系,如圖丙所示.完成下列問題:

1測(cè)得OA=6.10 cm,OB=8.20 cm,AB=10.70 cm,則FOA的大小為____ N;

2選擇相同的標(biāo)度,下列按比例作出的FOAFOB的合力F的圖示正確的是____;

3通過比較F__________的大小和方向,即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

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【題目】下列物理量中,屬于標(biāo)量的是( 。

A.路程B.位移C.速度D.加速度

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【題目】下列物理量中,屬于矢量的是(

A.速率B.路程C.重力D.時(shí)間

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