4.某同學(xué)用位移傳感器研究木塊在斜面上的滑動(dòng)情況,裝置如圖(a).己知斜面傾角θ=37°.他使木塊以初速度v0沿斜面上滑,并同時(shí)開(kāi)始記錄數(shù)據(jù),繪得木塊從開(kāi)始上滑至最高點(diǎn),然后又下滑回到出發(fā)處過(guò)程中的S-t圖線如圖(b)所示.圖中曲線左側(cè)起始端的坐標(biāo)為(0,1.4),曲線最低點(diǎn)的坐標(biāo)為(0.5,0.4).重力加速度g取10m/s2.求:

(1)木塊上滑時(shí)的初速度v0和上滑過(guò)程中的加速度a1;
(2)木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因素μ;
(3)木塊滑回出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度vt

分析 (1)物體勻減速上滑,由圖象得到末速度、位移和時(shí)間,然后根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系公式和速度時(shí)間關(guān)系公式列式求解;
(2)對(duì)物體受力分析后,根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可;
(3)先受力分析后得到下滑的加速度,然后根據(jù)速度位移公式列式求解末速度.

解答 解:(1)物體勻減速上滑,由圖象得到:末速度v=0,位移x=1.4-0.4=1.0m,時(shí)間為t=0.5s;
根據(jù)位移時(shí)間公式,有:$x={v}_{0}t+\frac{1}{2}a{t}^{2}$;
根據(jù)速度時(shí)間公式,有:v=v0+at;
聯(lián)立解得:v0=4m/s,a=-8m/s2
(2)上滑過(guò)程,物體受重力支持力和滑動(dòng)摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律,有:
-mgsin37°-μmgcos37°=ma
代入數(shù)據(jù)解得:μ=0.25
(3)木塊下滑過(guò)程,根據(jù)牛頓第二定律,有:
mgsin37°-μmgcos37°=ma′
代入數(shù)據(jù)解得:
a′=4m/s2
物體勻加速下滑,根據(jù)速度位移公式,有:
${v}_{t}^{2}=2a′x$
解得:${v}_{t}=\sqrt{2a′x}=\sqrt{2×4×1}m/s=2\sqrt{2}m/s$
答:(1)木塊上滑時(shí)的初速度為4m/s,上滑過(guò)程中的加速度為-8m/s2;
(2)木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25;
(3)木塊滑回出發(fā)點(diǎn)時(shí)的速度為$2\sqrt{2}$m/s.

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是根據(jù)圖象得到物體上滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,求解出加速度和初速度;然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解出摩擦力;最后再確定下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況.

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:多選題

14.警車A停在路口,一違章貨車B恰好經(jīng)過(guò)A車時(shí),A車立即加速追趕,兩車的v-t圖象如圖所示,則在0-4s時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法正確的是( 。
A.A車的加速度為5m/s2B.在2s末A車追上B車
C.3s末A車速度為7.5m/sD.兩車相距最遠(yuǎn)為5m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

15.古代文人給我們留下了大量?jī)?yōu)美的詩(shī)篇,在這些詩(shī)篇中,不乏有描述物理現(xiàn)象,揭示物理規(guī)律的詩(shī)句.下列詩(shī)詞所描繪的情景中,包含以流水為參考系的是(  )
A.明月松間照,清泉石上流B.天門中斷楚江開(kāi),碧水東流至此回
C.人在橋上走,橋流水不流D.飛流直下三千尺,疑似銀河落九天

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

12.在平直公路上,一輛以速度v0=12m/s勻速前進(jìn)的汽車,司機(jī)發(fā)現(xiàn)正前方x0=10m處有一障礙物,立刻緊急剎車(不計(jì)司機(jī)反應(yīng)時(shí)間),輪胎停止轉(zhuǎn)動(dòng)在地面上滑行,經(jīng)過(guò)時(shí)間t=1.5s汽車停止,將上述運(yùn)動(dòng)視為勻減速直線運(yùn)動(dòng).求:

(1)剎車過(guò)程中汽車加速度a的大小;
(2)剎車時(shí)汽車輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)?;
(3)汽車停止時(shí)和障礙物間的距離d.(當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭取10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

19.如圖,平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度,兩極板與一個(gè)電壓恒定的直流電源相連(未畫出).若一帶電小球恰能沿圖中所示水平直線通過(guò)電容器,則在此過(guò)程中,該小球( 。
A.所受重力與電場(chǎng)力平衡B.做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
C.動(dòng)能逐漸增加D.電勢(shì)能逐漸增加

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

9.電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn),A點(diǎn)的電勢(shì)φA=30V,B點(diǎn)的電勢(shì)φB=10V,一個(gè)電子由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過(guò)程中,下面幾種說(shuō)法中正確的是( 。
A.電子克服電場(chǎng)力做功20eV,電子的電勢(shì)能增加了20 eV
B.電場(chǎng)力對(duì)電子做功20eV,電子的電勢(shì)能減少了20 eV
C.電場(chǎng)力對(duì)電子做功20eV,電子的電勢(shì)能增加了20 eV
D.電子克服電場(chǎng)力做功20eV,電子的電勢(shì)能減少了20 eV

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

16.如圖所示,E=12V,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF,電源的內(nèi)阻r=2Ω,求:
(1)在開(kāi)關(guān)S斷開(kāi),電路穩(wěn)定后,電容器上所帶的電量為多少?
(2)現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S閉合,電路穩(wěn)定后,電容器上的電荷量將變化多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

13.如圖所示,當(dāng)氫原子從n=4遷到n=2的能級(jí)和從n=3遷到n=1的能級(jí)時(shí),分別輻射出光子a和光子b,則( 。
A.由于放出光子,原子的能量增加
B.光子a的能量小于光子b的能量
C.光子a的波長(zhǎng)小于光子b的波長(zhǎng)
D.若光子a能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則光子b也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

8.如圖所示,在坐標(biāo)系xOy的第一象限里有平行于x軸沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E.在第四象限里有一圓形有界磁場(chǎng),磁場(chǎng)的邊界剛好與x,y軸相切于A,B兩點(diǎn),磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里,有界磁場(chǎng)的邊界為r,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.在B點(diǎn)有一粒子源,可以向磁場(chǎng)內(nèi)沿垂直磁場(chǎng)方向射入速度大小相同的同種帶正電的粒子,其中一沿BO′方向射入磁場(chǎng)的粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)剛好從A點(diǎn)射入電場(chǎng),恰好打在y軸上的(0,b)點(diǎn),求:
(1)該粒子的比荷和粒子射入磁場(chǎng)的速度大小;
(2)若將該粒子沿與y軸負(fù)向60°射入磁場(chǎng),則該粒子能打在y軸上的什么位置?

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