12.如圖甲所示,質(zhì)量為1kg的物體置于傾角為37°的固定斜面上,對物體施加平行于斜面上的拉力F,使物體由靜止開始沿斜面向上運動.t=1s時撤去拉力.已知斜面足夠長,物體運動的部分v-t圖象如圖乙所示,g=10m/s2,求:
(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)和拉力F.
(2)t=6s時物體的速度是多少.

分析 (1)根據(jù)速度時間圖線求出勻加速直線運動和勻減速直線運動的加速度,根據(jù)牛頓第二定律求出物體與斜面間的動摩擦因數(shù)和拉力F的大。
(2)根據(jù)牛頓第二定律求出返回加速的加速度大小,結(jié)合運動學(xué)公式求出t=6s時物體的速度.

解答 解:(1)設(shè)力F作用時物體的加速度為a1,對物體進行受力分析,
    由牛頓第二定律可知  F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1              
撤去力后,由牛頓第二定律有
mgsinθ+μmgcosθ=ma2                               
根據(jù)圖象可知:a1=$\frac{△{v}_{1}}{△{t}_{1}}$=$\frac{20}{1}$m/s2=20m/s2,
a2=$\frac{10}{1}$m/s2=10m/s2
解得:μ=0.5                              
    拉力F=30N                                  
(2)設(shè)撤去力后物體運動到最高點時間為t2,
v1=a2t2,
解得t2=$\frac{20}{10}$=2s                               
則物體沿著斜面下滑的時間為t3=t-t1-t2=6-1-2=3s
設(shè)下滑加速度為a3,由牛頓第二定律可得:
mgsinθ-μmgcosθ=ma3
解得a3=2m/s2                    
t=6s時速度v=a3t3=6m/s,方向沿斜面向下            
答:(1)拉力F的大小為30N和斜面的動摩擦因數(shù)為0.5;
(2)t=6s時物體的速度為6m/s,方向沿斜面向下.

點評 解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析、根據(jù)圖象知加速度,理清物體的運動過程,結(jié)合牛頓第二定律和運動學(xué)公式綜合求解.

練習(xí)冊系列答案
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2.如圖所示,質(zhì)量為M、上表面光滑的平板水平安放在A、B兩固定支座上.質(zhì)量為m的小滑塊以某一速度勻加速從木板的左端滑至右端.能正確反映滑行過程中,B支座所受壓力NB隨小滑塊運動時間t變化規(guī)律的是(  )
A.B.C.D.

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①石頭剛好與泥接觸時具有的動能EK
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20.圖是甲、乙兩物體做直線運動的s-t圖象,由圖可知( 。
A.t1~t2時間內(nèi),甲的速度比乙的速度小
B.t1~t2時間內(nèi),甲的速度比乙的速度大
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D.0~t2時間內(nèi),甲的位移比乙大

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A.B.C.D.

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17.蹄形輕磁鐵和矩形線框abcd均可繞豎直軸轉(zhuǎn)動.現(xiàn)使線框沿順時針方向保持勻速轉(zhuǎn)動(由上往下看),則磁鐵運動情況是沿順時針方向保持勻速轉(zhuǎn)動.

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A.B.C.D.

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1.一個高中學(xué)生以通常的速度沿樓梯步行上樓,則該學(xué)生所用力的功率大約為( 。
A.2×103WB.2×102WC.20WD.2W

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2.用細繩拉著兩個質(zhì)量相同的小球,在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動,懸點相同,如圖所示,A運動的半徑比B的大,則(  )
A.A受到的向心力比B的大B.B受到的向心力比A的大
C.A的角速度比B的大D.B的角速度比A的大

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