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(12分)用同種材料制成傾角為α=37°的斜面和長水平面,斜面長2.5m且固定,斜面與水平面之間有一段很小的弧形連接。一小物塊從斜面頂端以初速度v0沿斜面向下滑動,若初始速度v0=2.0m/s,小物塊運動2.0s后停止在斜面上。減小初始速度v0,多次進行實驗,記錄下小物塊從開始運動到最終停下的時間t,做出相應的t-v0圖像如圖所示。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:

(1)小物塊在斜面上下滑的加速度的大小和方向;

(2)小物塊與該種材料間的動摩擦因數;

(3)辨析題:求小物塊初速度v0=3m/s滑下運動的時間。

某同學認為,若小物塊初速度v0=3m/s,則根據圖像可以推知小物塊從開始運動到最終停下的時間為3s。

該同學說法是否正確?若正確,請求出物塊運動的位移;若不正確,請說明理由,并解出物塊運動的時間。

 

【答案】

(1)1.0m/s2加速度的方向沿斜面向上(2)0.875(3)1.23s

【解析】

試題分析:(1)=-1.0m/s2,  1.0m/s2也給分(2分)

加速度的方向沿斜面向上(1分)

(2)牛頓第二定律:  垂直斜面方向      FN="mgcosα" ;  (1分)

平行于斜面方向    mgsinα-μFN=ma (2分)

解出=0.875   (1分)  

(3)不正確。因為隨著初速度v0的增大,小物塊會滑到水平面上,規律將不再符合圖像中的正比關系(2分)

設小物塊在斜面上滑行位移s1=2.5m時的速度減為v1,

則v1=="2m/s"   (1分)

小物塊在斜面上滑行時間t1= 

小物塊在水平面上滑行,牛頓定律:-μmg=ma′ (1分)

解出a′=-μg=-m/s2

小物塊在水平面上滑行時間t2==0.23s 

運動總時間t= t1+ t2=(1+0.23)s = 1.23s  (   ) (1分)

考點:考查牛頓第二定律的應用

點評:本題難度中等,本題難點自傲與運動物體的多過程問題,首先應根據運動學特點計算加速度,再由牛頓第二定律求解

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(8分)英國物理學家胡克發現,金屬絲或金屬桿在彈性限度內的伸長與拉力成正比,這就是著名的胡克定律.這個發現為后人對材料的研究奠定了重要的基礎.現有一根用新材料制成的金屬桿,長為4m,橫截面積為0.8cm2,設計要求它受到拉力后的伸長不超過原長的1/1000,由于這一拉力很大,桿又較長,直接測量有困難,就選用同種材料制成樣品進行測試,通過測試取得的數據如下:

長度L/m

 

S/cm2

 

 

 

量x/cm

 

 

拉力

F/N

 

250

500

750

1000

1

0.05

0.04

0.08

0.12

0.16

2

0.05

0.08

0.16

0.24

0.32

3

0.05

0.12

0.24

0.36

0.48

1

0.10

0.02

0.04

0.06

0.08

1

0.20

0.01

0.02

0.03

0.04

(1)根據測試結果,推導出線材伸長量x與材料的長度L、材料的橫截面積S與拉力F的函數關系為________.

(2)在尋找上述關系中,你運用哪種科學研究方法?________.

(3)通過對樣品的測試,求出新材料制成的金屬細桿能承受的最大拉力約________.

 

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科目:高中物理 來源:2013屆上海市奉賢區高三11月調研測試物理試卷(帶解析) 題型:計算題

(12分)用同種材料制成傾角為α=37°的斜面和長水平面,斜面長2.5m且固定,斜面與水平面之間有一段很小的弧形連接。一小物塊從斜面頂端以初速度v0沿斜面向下滑動,若初始速度v0=2.0m/s,小物塊運動2.0s后停止在斜面上。減小初始速度v0,多次進行實驗,記錄下小物塊從開始運動到最終停下的時間t,做出相應的t-v0圖像如圖所示。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:

(1)小物塊在斜面上下滑的加速度的大小和方向;
(2)小物塊與該種材料間的動摩擦因數;
(3)辨析題:求小物塊初速度v0=3m/s滑下運動的時間。
某同學認為,若小物塊初速度v0=3m/s,則根據圖像可以推知小物塊從開始運動到最終停下的時間為3s。
該同學說法是否正確?若正確,請求出物塊運動的位移;若不正確,請說明理由,并解出物塊運動的時間。

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科目:高中物理 來源:2013-2014學年度徐州市高三第一學期期中考試物理試卷(解析版) 題型:計算題

(12分)如圖所示,水平桌面上有一輕彈簧,左端固定在A點,自然狀態時其右端位于B點。水平桌面右側有一豎直放置的軌道MNP,其形狀為半徑R=1.0m圓環剪去了左上角120°的圓弧,MN為其豎直直徑,P點到桌面的數值距離是h=2.4m。用質量m1=0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點,釋放后彈簧恢復原長時物塊恰停止在B點,用同種材料、質量為m2=0.2kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點釋放,物塊通過B點后做勻變速運動,其位移與時間的關系為x=6t-2t2,物塊飛離桌面后恰好由P點沿切線落入圓軌道(不計空氣阻力,g取10m/s2)。求:

⑴物塊m2過B點時的瞬時速度vB及與桌面間的滑動摩擦因數μ;

⑵若軌道MNP光滑,物塊m2經過軌道最低點N時對軌道的壓力FN;=×-·

⑶若物塊m2剛好能到達軌道最高點M,則釋放m2后整個運動過程中其克服摩擦力做的功W。

 

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科目:高中物理 來源:2011-2012學年江西省高三第一次月考物理試卷 題型:實驗題

(8分)英國物理學家胡克發現,金屬絲或金屬桿在彈性限度內的伸長與拉力成正比,這就是著名的胡克定律.這個發現為后人對材料的研究奠定了重要的基礎.現有一根用新材料制成的金屬桿,長為4m,橫截面積為0.8cm2,設計要求它受到拉力后的伸長不超過原長的1/1000,由于這一拉力很大,桿又較長,直接測量有困難,就選用同種材料制成樣品進行測試,通過測試取得的數據如下:

長度L/m

 

S/cm2

 

 

 

量x/cm

 

 

拉力

F/N

 

250

500

750

1000

1

0.05

0.04

0.08

0.12

0.16

2

0.05

0.08

0.16

0.24

0.32

3

0.05

0.12

0.24

0.36

0.48

1

0.10

0.02

0.04

0.06

0.08

1

0.20

0.01

0.02

0.03

0.04

(1)根據測試結果,推導出線材伸長量x與材料的長度L、材料的橫截面積S與拉力F的函數關系為________.

(2)在尋找上述關系中,你運用哪種科學研究方法?________.

(3)通過對樣品的測試,求出新材料制成的金屬細桿能承受的最大拉力約________.

 

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