如图所示,斜面长为S=15m,倾角为θ=37°,一物体质量为m=2kg,从斜面底端的A点开始以初速度v0=20m/s,沿斜面向上滑行.斜面与物体间的动摩擦因数为

如图所示,斜面长为S=15m,倾角为θ=37°,一物体质量为m=2kg,从斜面底端的A点开始以初速度v0=20m/s,沿斜面向上滑行.斜面与物体间的动摩擦因数为

题型:不详难度:来源:
如图所示,斜面长为S=15m,倾角为θ=37°,一物体质量为m=2kg,从斜面底端的A点开始以初速度v0=20m/s,沿斜面向上滑行.斜面与物体间的动摩擦因数为μ=0.5,物体滑到斜面顶端B点时飞出斜面,最后落在与A点处于同一水平面上的C处(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,不计空气阻力),求:
(1)物体由A运动到B所需时间;
(2)物体落到C时的速度大小为多少?魔方格
答案
(1)物体由A到B过程中,根据牛顿第二定律得:
mgsinθ+μmgcosθ=ma,得a=g(sinθ+μcosθ)
代入解得:a=10sm/s2
由:S=v0t-
1
2
at2
得:
15=20t-5t2
解得:t1=1s,t2=3s,
因为根据v=v0-at=20-10×3(m/s)=-10m/s,说明物体在t2时刻沿斜面向下,与题不符,舍去.
(2)从A到C整个过程,重力做功为零,根据动能定理得:
-μmgScosθ=
1
2
m
v2C
-
1
2
m
v20

解得:vC=2


70
m/s

答:
(1)物体由A运动到B所需时间是1s;
(2)物体落到C时的速度大小为2


70
m/s
举一反三
物体沿直线以恒定加速度运动,它的位移x与时间t的关系是x=24t-6t2(x的单位是m,t的单位是s),则它的速度为零的时刻是(  )
A.
1
6
s
B.2 sC.4 sD.24 s
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如图所示,长为12m的钢管沿着竖直方向固定在地面上.一名质量为60kg的消防队员在演习训练中,从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零.如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍,下滑的总时间为3s,g 取10m/s2.关于消防队员在下滑的过程中,下列说法正确的是(  )
A.F滑过程中的最大速度为4 m/s
B.加迷与减速过程经过的时间之比为2:1
C.加速与减速过程经过的位移之比为1:4
D.加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为1:7
魔方格
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民航客机一般都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜面,如图(a)所示,人员可沿斜面滑行到地上,图(b)是其简化模型.若机舱口下沿距地面的高度AB=3.0m,气囊所构成的斜面长度为AC=5.0m,斜面与水平地面CD段平滑连接.已知旅客与气囊、地面间的动摩擦因数均为μ=0.55,不计空气阻力,g取1 0m/s2.若旅客从气囊上由静止开始滑下,求:
(1)旅客沿斜面滑下时加速度的大小a;
(2)旅客滑到斜面底端C时速度的大小v
(3)旅客在水平地面上滑行的距离S.

魔方格
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据中新社2010年3月10日消息,我国将于2011年上半年发射“天宫一号”目标飞行器,2011年下半年发射“神舟八号”飞船并与“天宫一号”实现对接.在“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动中,由于失重,因此无法利用天平称出物体的质量.某同学设计了下述实验方法并巧妙地测出了一物块的质量.将一带有推进器、总质量为m=5kg的小车静止放在一平台上,平台与小车间的动摩擦因数为0.005,开动推进器,小车在推进器产生的恒力作用下从静止开始运动,测得小车前进1.25m历时5s.关闭推进器,将被测物块固定在小车上,重复上述过程,测得5s内小车前进了1.00m.则推进器产生的恒力大小为______N,用上述方法测得的物块的质量M为______kg.
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如图所示,水平桌面处有水平向右的匀强电场,场强大小E=2×104V/m,A、B是完全相同的两个小物体,质量均为m=0.1kg,电量均为q=2×10-5C,且都带负电,原来都被按在桌面上的P点.现设法使A物体获得和电场E同方向的初速vA0=12m/s,A开始运动的加速度大小为6m/s2,经△t时间后,设法使B物体获得和电场E同方向的初速vB0=6m/s(不计A、B两物体间的库仑力),求:
(1)在A未与B相遇前,A电势能增量的最大值;
(2)小物体与桌面之间的阻力f为多大?
(3)如果要使A尽快与B相遇,△t为多大?魔方格
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