【題目】避險車道是避免惡性交通事故的重要設施,由制動坡床和防撞設施等組成,如圖5豎直平面內(nèi),制動坡床視為與水平面夾角為θ的斜面.一輛長12m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿悠麓,當車速?3m/s時,車尾位于制動坡床的底端,貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動,當貨物在車廂內(nèi)滑動了4m時,車頭距制動坡床頂端38m,再過一段時間,貨車停止.已知貨車質(zhì)量是貨物質(zhì)量的4倍,貨物與車廂間的動摩擦因數(shù)為0.4;貨車在制動坡床上運動受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的0.44倍.貨物與貨車可分別視為小滑塊和平板,(取cos θ=1,sin θ=0.1,g=10m/s2)求:
(1)貨物在車廂內(nèi)滑動時加速度的大小和方向;
(2)貨車的加速度;
(3)制動坡床的長度.
【答案】
(1)
解:設貨物的質(zhì)量為m,則由題意可知貨車的質(zhì)量M=4m,貨物在車廂中滑動時其加速度的大小為a1,貨物所受滑動摩擦力大小為f1,貨物對貨車的壓力為FN1,貨車對貨物的支持力為N1.取貨物為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律可得:
mgsinθ+f1=ma1…①
f1=μFN1 …②
FN1=N1…③
N1=mgcosθ…④
由①②③④得:a1=gsinθ+μgcosθ
代入數(shù)據(jù)可得:a1=5m/s2
(2)
解:設貨車的加速度大小為a2,貨物對貨車的滑動摩擦力為f2,制動坡床對貨車的阻力大小為f3;結(jié)合題意可知:
f3=0.44(M+m)g,
根據(jù)牛頓第三定律可知:
f2=f1=μmgcosθ=4m.
取貨車為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律可得:
Mgsinθ+f2﹣f1=Ma2…⑤
代入數(shù)據(jù)可得:4mgsinθ+0.44×(4m+m)g﹣μmgcosθ=4ma2
代入數(shù)據(jù)解得:a2=5.5m/s2
(3)
解:設貨物在車廂內(nèi)滑動4m所需時間為t,車尾位于制動坡床的底端時貨車的速度為v0,由題意可知v0=23m/s,則根據(jù)運動學公式和幾何關(guān)系可得:
v0t﹣ a1t2﹣(vot﹣ a2t2)=4
代入數(shù)據(jù)解得:t=4s
故制動坡床的長度為:
L=38+12+(vot﹣ a2t2)=98m
【解析】(1)取貨物為研究對象,結(jié)合受力分析根據(jù)牛頓第二定律可計算出貨物的加速度a1(2)取貨車為研究對象,結(jié)合受力分析根據(jù)牛頓第二定律可計算出貨物的加速度a2(3)結(jié)合幾何知識和運動學公式可計算出貨物在車廂內(nèi)滑動4m所需的時間t(4)根據(jù)幾何知識可計算出制動坡床的長度L
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,為了測定個人的反應速度,請甲同學用手指拿著一把直尺上端,尺的零刻度 在下端,乙同學的手候在尺的零刻度處.當甲同學松開直尺,乙同學見到直尺下落,立即用 手抓住直尺.另一同學丙也重復乙的做法,現(xiàn)記錄乙和丙同學抓住尺的刻度值分別為20 cm 和 24cm,下列說法中正確的是( )
A.乙同學反應快
B.丙同學反應快
C.乙和丙同學反應一樣快
D.因時間未知,無法比較乙和丙同學反應速度
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量M=2kg的木塊套在水平固定桿上,并用輕繩與質(zhì)量m=1kg的小球相連,今用跟水平方向成60°角的力F=10N拉著小球并帶動木塊一起向右勻速運動,運動中M、m的相對位置保持不變,g=10m/s2。在運動過程中,求:
(1)輕繩與水平方向的夾角
(2)木塊M與水平桿間的動摩擦因數(shù)μ。
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【題目】“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置如圖所示.實驗中,為使小車運動時所受的拉力近似等于盤和重物的總重力,則盤和重物的總質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應滿足的關(guān)系是( )
A.m遠大于M
B.m遠小于M
C.m略大于M
D.m略小于M
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【題目】如圖是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶.
(1)已知打點計時器電源頻率為50Hz,則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為 .
(2)A、B、C、D是紙帶上四個計數(shù)點,每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出.從圖中讀出A、B兩點間距x=;C點對應的速度是(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
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【題目】“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置如圖所示.實驗中,為使小車運動時所受的拉力近似等于盤和重物的總重力,則盤和重物的總質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應滿足的關(guān)系是( )
A.m遠大于M
B.m遠小于M
C.m略大于M
D.m略小于M
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【題目】距地面高5m的水平直軌道A、B兩點相距2m,在B點用細線懸掛一小球,離地高度為h,如圖所示。小車始終以4m/s的速度沿軌道勻速運動,經(jīng)過A點時將隨車攜帶的小球由軌道高度自由卸下,小車運動至B點時細線被軋斷,最后兩球同時落地。不計空氣阻力,取重力加速度的大小g=10m/s。可求得h等于( )
A. 3.75m B. 2.25m
C. 1.25m D. 4.75m
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】根據(jù)所學知識填空:
(1)如圖所示為用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置.關(guān)于這一實驗,下列說法中正確的是
A.打點計時器應接直流電源
B.應先釋放紙帶,后接通電源打點
C.需使用秒表測出重物下落的時間
D.測出紙帶上兩點跡間的距離,可知重物相應的下落高度
(2)在用電火花計時器(或電磁打點計時器)研究勻變速直線運動的實驗中,某同學打出了一條紙帶.已知計時器打點的時間間隔為0.02s,他按打點先后順序每5個點取1個計數(shù)點,得到了O、A、B、C、D等幾個計數(shù)點,如圖所示,則相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔為s.用刻度尺量得OA=1.50cm、AB=1.90cm、BC=2.30cm、CD=2.70cm.由此可知,紙帶做運動(選填“勻加速”或“勻減速”),打C點時紙帶的速度大小為m/s.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B 兩物塊的質(zhì)量分別為 2m 和 m,靜止疊放在水平地面上.A、B 間的動摩擦因數(shù)為μ,B 與地面間的動摩擦因數(shù)為 μ.最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為 g.現(xiàn)對 A 施加一水平拉力 F,則( 。
A.當 F<2 μmg 時,A,B 都相對地面靜止
B.當 F= μmg 時,A 的加速度為 μg
C.當 F>3 μmg 時,A 相對 B 滑動
D.無論 F 為何值,B 的加速度不會超過 μg
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