(2012?鄭州模擬)2011年3月11日,日本大地震以及隨后的海嘯給日本帶來(lái)了巨大的損失.災(zāi)后某中學(xué)的部分學(xué)生組成了一個(gè)課題小組,對(duì)海嘯的威力進(jìn)行了模擬研究,他們?cè)O(shè)計(jì)了如下的模型:如圖甲在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m=4kg的物體,讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運(yùn)動(dòng),推力F隨位移x變化的圖象如圖乙所示,已知物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,g=10m/s2
(1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的最大加速度為多少?
(2)在距出發(fā)點(diǎn)什么位置時(shí)物體的速度達(dá)到最大?
(3)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是多少?
分析:根據(jù)牛頓第二定律,當(dāng)物體的合力最大時(shí),其加速度最大.由圖讀出推力的最大值即可求出最大加速度.分析物體的運(yùn)動(dòng)情況:物體先加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)合力為零為后做減速運(yùn)動(dòng).速度最大時(shí)推力就能得到,再由圖讀出位移.由動(dòng)能定理可求出最大位移.
解答:解:(1)由牛頓第二定律,得F-μmg=ma,
      當(dāng)推力F=100N時(shí),物體所受的合力最大,加速度最大
                    代入解得解得a=
F
m
-μg=20m/s2
   (2)由圖象可得推力隨位移x是變化的,當(dāng)推力等于摩擦力時(shí),加速度為0,速度最大
         則F=μmg=20N
               由圖得到F與x的函數(shù)關(guān)系式F=100-25x
       則得到x=3.2m
        (3)由圖象得到推力對(duì)物體做功等于“面積”,得推力做功W=200J
    根據(jù)動(dòng)能定理W-μmgxm=0
      代入數(shù)據(jù)得xm=10m
答:(1)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的最大加速度為20m/s2
    (2)在距出發(fā)點(diǎn)3.2m處時(shí)物體的速度達(dá)到最大
    (3)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是10m.
點(diǎn)評(píng):本題有兩個(gè)難點(diǎn):一是分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,得出速度最大的條件;二是能理解圖象的物理意義,“面積”等于推力做功,是這題解題的關(guān)鍵.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2012?鄭州模擬)一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體,在六個(gè)恒定的共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)、現(xiàn)同時(shí)撤去大小分別為15N和20N的兩個(gè)力,關(guān)于此后該物體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2012?鄭州模擬)某同學(xué)利用如圖所示的裝置探究共點(diǎn)力合成的規(guī)律,圖中GE是橡皮條,甲圖表示用兩個(gè)互成角度的拉力牽拉橡皮條,乙圖表示用一個(gè)拉力牽拉橡皮條,下列說(shuō)法正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2012?鄭州模擬)滑板運(yùn)動(dòng)是青少年喜愛(ài)的一項(xiàng)活動(dòng).如圖所示,滑板運(yùn)動(dòng)員以某一初速度從A點(diǎn)水平離開(kāi)h=0.8m高的平臺(tái),運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)恰好能無(wú)碰撞的從B點(diǎn)沿圓弧切線進(jìn)入豎直光滑圓弧軌道,然后經(jīng)C點(diǎn)沿固定斜面向上運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)D.圓弧軌道的半徑為1m,B、C為圓弧的兩端點(diǎn),其連線水平,圓弧對(duì)應(yīng)圓心角θ=106°,斜面與圓弧相切于C點(diǎn).已知滑板與斜面問(wèn)的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=
13
,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計(jì)空氣阻力,運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)質(zhì)量為50kg,可視為質(zhì)點(diǎn).試求:
(1)運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)離開(kāi)平臺(tái)時(shí)的初速度v0;
(2)運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)通過(guò)圓弧軌道最底點(diǎn)對(duì)軌道的壓力;
(3)運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)在斜面上滑行的最大距離.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2012?鄭州模擬)如圖所示,物體A、B通過(guò)細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè),物體A、B的質(zhì)量分別為m、2m.開(kāi)始時(shí)細(xì)繩伸直,用手托著物體A使彈簧處于原長(zhǎng),且A與地面的距離為h,物體B靜止在地面上.放手后物體A下落,與地面即將接觸時(shí)速度為v,此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無(wú)壓力.若在物體A下落的過(guò)程中.彈簧始終處在彈性限度內(nèi),則A接觸地面前的瞬間( 。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案