17.如圖所示,AB是固定在水平地面上傾角為θ=30o的足夠長(zhǎng)的光滑斜面,BC是長(zhǎng)為L(zhǎng)=3.2m的水平粗糙地面(斜面底端與水平地面在B點(diǎn)平滑連接),C端固定豎直墻壁.一個(gè)質(zhì)量m=1kg的小物塊在沿斜面向上的力F=10N作用下從B點(diǎn)自靜止開始運(yùn)動(dòng),F(xiàn)力作用t=0.8s時(shí)間后撤去,g=10m/s2,求:
(1)小物體返回B點(diǎn)時(shí)的速度大;
(2)若小物塊與墻壁發(fā)生碰撞時(shí),速度反向、大小不變.要使小物塊與墻壁能且只能發(fā)生一次碰撞,那么小物塊與水平地面BC之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ應(yīng)該滿足怎樣的條件.

分析 (1)小物體在斜面上先向上做勻加速運(yùn)動(dòng),撤去F后,先向上做勻減速運(yùn)動(dòng),然后向下做勻加速運(yùn)動(dòng).根據(jù)牛頓第二定律和速度公式求出撤去F時(shí)物體的速度.再對(duì)撤去F到返回B點(diǎn)的過程,運(yùn)用動(dòng)能定理求物體返回B點(diǎn)時(shí)的速度大。
(2)只要求出μ的最大值和最小值,即可得到μ應(yīng)滿足的條件.μ的最大值,對(duì)應(yīng)著物塊第一次到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度為零,根據(jù)動(dòng)能定理求μ的最大值.μ的最小值,對(duì)應(yīng)著物塊撞后回到斜面某最高處,又下滑經(jīng)B恰好至C點(diǎn)停止,再根據(jù)動(dòng)能定理求μ的最小值.

解答 解:(1)物體在F作用下做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程,根據(jù)牛頓第二定律可得:F-mgsinθ=ma
勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式:$x=\frac{1}{2}a{t^2}$
對(duì)物塊由B出發(fā)返回B的過程運(yùn)用動(dòng)能定理:$Fx=\frac{1}{2}mv_0^2$
聯(lián)立解得:${v_0}=4\sqrt{2}$m/s                        
(2)依據(jù)題意知,
①μ的最大值,對(duì)應(yīng)著物塊第一次到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度為零,根據(jù)動(dòng)能定理有:
   $-{μ_1}mgL=0-\frac{1}{2}mv_0^2$
解得:μ1=$\frac{1}{2}$                                
②μ的最小值,對(duì)應(yīng)著物塊撞后回到斜面某最高處,又下滑經(jīng)B恰好至C點(diǎn)停止,根據(jù)動(dòng)能定理有:
  $-{μ_2}mg3L=0-\frac{1}{2}mv_0^2$
解得:μ2=$\frac{1}{6}$                                 
綜上可知滿足題目條件的動(dòng)摩擦因數(shù)μ值:$\frac{1}{6}$≤μ<$\frac{1}{2}$或 $\frac{1}{6}$<μ<$\frac{1}{2}$.
答:
(1)小物體返回B點(diǎn)時(shí)的速度大小是4$\sqrt{2}$m/s;
(2)滿足題目條件的動(dòng)摩擦因數(shù)μ值為:$\frac{1}{6}$≤μ<$\frac{1}{2}$或 $\frac{1}{6}$<μ<$\frac{1}{2}$.

點(diǎn)評(píng) 本題首先要分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程,根據(jù)條件選擇合適的物理規(guī)律是關(guān)鍵.當(dāng)已知力和時(shí)間時(shí),可根據(jù)動(dòng)力學(xué)方法求速度.當(dāng)涉及力在空間的效果時(shí),運(yùn)用動(dòng)能定理研究比較簡(jiǎn)便.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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7.甲、乙兩物體先后從同一地點(diǎn)出發(fā),沿一條直線運(yùn)動(dòng),它們的v-t圖象如圖所示,由圖可知(  )
A.甲比乙早出發(fā)且其間甲的速度比乙大,所以乙追不上甲
B.在t=20s之前,甲比乙運(yùn)動(dòng)的快,t=20s之后乙比甲運(yùn)動(dòng)快
C.乙是可以追上甲的,且追上甲的時(shí)刻為t=30s
D.因乙在t=10s時(shí)才開始運(yùn)動(dòng),故t=10s時(shí),甲在乙前面,它們之間距離在乙追上甲前有最大

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8.從樓頂開始下落的物體落地用時(shí)2.0s,若要讓物體在1.0s內(nèi)落地,應(yīng)該從哪兒開始下落(g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力)(  )
A.從離地高度為樓高一半處開始B.從離地高度為樓高$\frac{1}{4}$處開始
C.從離地高度為1 m處開始D.從離地高度為5 m處開始

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5.一帶電粒子從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),徑跡如圖中虛線所示,不計(jì)粒子所受重力,則下列說法正確的是(  )
A.粒子帶正電B.粒子速度逐漸減小
C.A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)小于B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)D.粒子的電勢(shì)能減小

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12.如圖,三個(gè)點(diǎn)電荷a、b、c位于正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,a、c帶正電,b帶負(fù)電,a所帶電量比b所帶電量少,關(guān)于c受到a和b的靜電力的合力方向,下列判斷正確的是( 。
A.從原點(diǎn)指向第Ⅰ象限B.從原點(diǎn)指向第Ⅱ象限
C.從原點(diǎn)指向第Ⅲ象限D.從原點(diǎn)指向第Ⅳ象限

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2.關(guān)于物體的相互作用,以下說法正確的是( 。
A.壓力和支持力都是彈力,方向總是垂直于接觸面
B.放在桌面上的書本對(duì)桌面的作用力是重力
C.繩對(duì)物體拉力的方向總是沿著繩,并指向繩收縮的方向
D.桿對(duì)物體的彈力總是沿著桿,并指向桿收縮的方向

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9.若某一駕駛員在綠燈結(jié)束前3s開始剎車,并不斷加大制動(dòng)力,結(jié)果在黃燈亮起時(shí)車剛好停在停止線外.下圖中能反映這位駕駛員剎車過程的速度隨時(shí)間變化關(guān)系的是( 。
A.B.C.D.

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11.如圖所示,理想變壓器初級(jí)線圈接一正弦式交變電流,交變電流的電壓有效值恒定不變.則下列說法中正確的是( 。
A.只將S1從2撥向1時(shí),電流表示數(shù)變小
B.只將S2從4撥向3時(shí),電流表示數(shù)變大
C.只將S3從閉合變?yōu)閿嚅_,電阻R2兩端電壓不變
D.只將變阻器R3的滑動(dòng)觸頭上移,變壓器的輸入功率增大

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12.如圖所示,豎直放置的U光滑導(dǎo)軌寬為L(zhǎng),上端串有電阻R(其余部分電阻不計(jì)).磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里.忽略電阻的金屬棒ab的質(zhì)量為m與導(dǎo)軌接觸良好.從靜止釋放后ab 保持水平而下滑,求:
(1)ab下滑的最大速度vm?
(2)若ab下降h時(shí)達(dá)到最大速度,則此過程R產(chǎn)生的熱量為多少?

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