17.如C圖所示,光滑斜面固定在水平地面上,質(zhì)量m=1kg的物體在平行于斜面向上的恒定拉力F作用下,從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)同時(shí)開始計(jì)時(shí),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)立即撤去拉力F,物體到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度剛好為零.每隔0.2s通過傳感器測(cè)得物體的瞬時(shí)速度,表給出了部分測(cè)量數(shù)據(jù).
t/s0.00.20.42.22.4
v/m?s-10.01.02.03.32.1
求:(1)斜面的傾角α;
(2)恒力F的大小;
(3)拉力F作用的時(shí)間t.

分析 (1)先由勻變速運(yùn)動(dòng)求出減速的加速度的大小,再由受力分析和牛頓第二定律求出斜面的傾角α;
(2)由勻變速運(yùn)動(dòng)求出上升的加速度的大小,再由受力分析和牛頓第二定律求出力的大。
(3)利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)中速度與時(shí)間的關(guān)系求出F作用的時(shí)間.

解答 解:(1)減速階段加速度大小為${a}_{2}=\frac{△v}{△t}=\frac{3.3m/s-2.1m/s}{2.4s-2.2s}=6m/{s}^{2}$
減速階段中由牛頓第二定律得:mgsinα=ma2
代入數(shù)據(jù)得:α=37°
(2)加速階段由加速度的定義知,加速度${a}_{1}=\frac{△v}{△t}=\frac{2.0m/s-1.0m/s}{0.4s-0.2s}=5m/{s}^{2}$
加速階段中由牛頓第二定律得:F-mgsinθ=ma1
由上兩式得:F=m(a1+a2
代入數(shù)據(jù)得:F=11N
(3)設(shè)拉力作用的時(shí)間為t,由于在撤力瞬間速度最大,則:a1t=v0+a2(t'-t)(其中:v0=3.3m/s;t'=2.2s)
解得t=1.5s
答:(1)斜面的傾角是37°;
(2)恒力的大小為11N;
 (3)拉力F作用的時(shí)間t為1.5s.

點(diǎn)評(píng) 本題考查勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律,是典型的牛頓定律解題中的一類.關(guān)鍵是應(yīng)用加速度定義和牛頓第二定律表示加速度的大小,這是一道好題.

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:計(jì)算題

14.某物體從某一較高處開始做自由落體運(yùn)動(dòng),(g=10m/s2)問:
(1)小球下落時(shí)的加速度大小是多少?方向如何?
(2)第1s內(nèi)的位移大小是多少?
(3)前3s內(nèi)的平均速度是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.如圖所示的傳送皮帶,其水平部分AB長(zhǎng)sAB=2m,BC與水平面夾角θ=37°,長(zhǎng)度sBC=4m,一質(zhì)量為m=1g的小物體P與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,皮帶沿A至B方向運(yùn)行,速率為v=2m/s.若把物體P輕放在A點(diǎn)處,它將被傳送帶送到C點(diǎn),且物體P不脫離皮帶,求:(sin37°=0.6,g=10m/s2
(1)物體P剛放上傳送帶時(shí)對(duì)傳送帶的摩擦力;
(2)物體從A點(diǎn)被傳送到C點(diǎn)所用的時(shí)間.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.如圖所示,A和B兩物體材料相同,質(zhì)量分別為m和M,在水平地面上用細(xì)繩連接,水平恒力F作用在B上,兩物體一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng).關(guān)于兩物體間細(xì)繩上的拉力,下列正確的說法是( 。
A.地面光滑時(shí),繩子拉力等于$\frac{mF}{M+m}$B.地面光滑時(shí),繩子拉力等于$\frac{mF}{M+m}$
C.地面粗糙時(shí),繩子拉力等于$\frac{mF}{M+m}$D.地面粗糙時(shí),繩子拉力等于$\frac{mF}{M+m}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.如圖所示,兩光滑的金屬平行導(dǎo)軌傾斜地固定在水平面上.已知導(dǎo)軌與水平面之間的夾角為α,在導(dǎo)軌的頂端連接一阻值為R的定值電阻.在導(dǎo)軌底端沿與導(dǎo)軌平行的方向固定一質(zhì)量不計(jì)的彈簧,彈簧上端連接一質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒,導(dǎo)體棒垂直地放在平行導(dǎo)軌上并保持良好的接觸.空間中有一垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)將導(dǎo)體棒由彈簧形變量為零的位置由靜止釋放,已知導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的阻值可忽略不計(jì),重力加速度為g,整個(gè)過程導(dǎo)體棒沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),則( 。
A.在導(dǎo)體棒下滑過程中,電阻R上產(chǎn)生的總熱量小于導(dǎo)體棒重力勢(shì)能的減少量
B.在導(dǎo)體棒下滑過程中,當(dāng)彈簧的彈力F=mgsinα?xí)r,導(dǎo)體棒的速度最大
C.導(dǎo)體棒在最低點(diǎn)的加速度小于gsinα
D.導(dǎo)體棒由最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒一定能回到釋放點(diǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

2.如圖所示,邊長(zhǎng)為l的正方形abcd區(qū)域(含邊界)內(nèi),存在著垂直于區(qū)域平面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,帶電平行金屬板MN、PQ間形成了勻強(qiáng)電場(chǎng)(不考慮金屬板在其他區(qū)域形成的電場(chǎng)).MN放在ad邊上,兩板左端M、P恰在ab邊上,金屬板長(zhǎng)度、板間距均為$\frac{1}{2}$,S為MP的中點(diǎn),O為NQ的中點(diǎn).一帶負(fù)電的粒子(質(zhì)量為m,電荷量的絕對(duì)值為q)從S點(diǎn)開始,剛好沿著直線S0運(yùn)動(dòng),然后打在bc邊的中點(diǎn).(不計(jì)粒子的重力)
(1)求帶電粒子的速度v0
(2)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大。
(3)如果另一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子某一時(shí)刻從c點(diǎn)沿cd方向射入,在帶負(fù)電的粒子打到bc中點(diǎn)之前與之相向正碰,求該帶正電的粒子入射的速率v.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.有一質(zhì)量不計(jì)的豎直滑桿,滑桿上端固定,下端懸空,如圖甲所示,為了研究學(xué)生沿桿下滑的情況,在桿的頂部裝有一拉力傳感器,可以顯示桿所受拉力的大。畬(shí)驗(yàn)開始,一學(xué)生手握滑桿,靜止一段時(shí)間后開始下滑,最后仍握住滑桿靜止(人仍未落地).已知手與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=2,傳感器顯示的力隨時(shí)間變化如圖乙所示,則( 。╣取10m/s2
A.學(xué)生下滑過程中最大速度為2.4m/s
B.學(xué)生下滑的總長(zhǎng)度為6m
C.學(xué)生下滑過程中人對(duì)桿的最大握力小于260N
D.學(xué)生下滑過程中桿對(duì)人的最大作用力為530N

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

6.兩個(gè)質(zhì)量均為m=1.0kg的質(zhì)點(diǎn)A和B,在光滑的水平面上的同一起始線同時(shí)開始運(yùn)動(dòng).A、B的初速度分別為vA0=2.0m/s,vB0=1.2m/s,方向都向右,如圖所示.在運(yùn)動(dòng)的同時(shí),A、B都受到大小為F=2.0×10-1N力的作用,A受力方向向左,B受力方向向右.在以后的運(yùn)動(dòng)過程中,若用L表示兩質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻沿運(yùn)動(dòng)方向的距離,當(dāng)L的數(shù)值為1.2m時(shí),可判斷質(zhì)點(diǎn)B在右方(選填“左”或“右”);當(dāng)L的數(shù)值范圍為0-0.8時(shí)不可判斷A、B質(zhì)點(diǎn)誰在左誰在右.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,在紙面內(nèi)半徑為R的圓形區(qū)域中有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電粒子從邊界上的A點(diǎn)以速度v0垂直磁場(chǎng)射入,射入方向與半徑OA成30°夾角,離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向恰好改變了180°,不計(jì)粒子重力.該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為( 。
A.$\frac{\sqrt{3}m{v}_{0}}{3qR}$B.$\frac{2\sqrt{3}m{v}_{0}}{3qR}$C.$\frac{m{v}_{0}}{qR}$D.$\frac{2m{v}_{0}}{qR}$

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