如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v—t图像如图乙,试求(
题型:不详难度:来源:
如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v—t图像如图乙,试求
(1)拉力F的平均功率; (2)t=4s时物体的速度v。 |
答案
(1) 300W (2)2m/s, ; 沿着斜面向下 |
解析
(1)设力F作用时物体的加速度为a1,对物体进行受力分析,由牛顿第二定律可知 F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1 (1分) 撤去力后,由牛顿第二定律有 mgsinθ+μmgcosθ=ma2 (1分) 由图可知:a1=20m/s2,a2=10m/s2。 (4分) t1=1s时物体的速度:v1=a1t1 (1分) 拉力F的平均功率为P=Fv1/2 (1分) 解得P=300W (1分) (2)设撤去力后物体运动到最高点时间为t2, v1=a2t2,解得t2=2s (2分) 则物体沿着斜面下滑的时间为t3=t-t1-t2=1s 设下滑加速度为a3,由牛顿第二定律 mgsinθ-μmgcosθ=ma3,a3=2m/s2 (2分) t=4s时速度v=a3 t3=2m/s, (2分) 沿着斜面向下 (1分) |
举一反三
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