分析 ①由运动学的公式求出环上升时的加速度,然后由牛顿第二定律求出摩擦力,对A进行受力分析即可由平衡状态求出;小环在下落过程中,受到重力和向上的滑动摩擦力,底座受到重力、小环向下的摩擦力和地面的支持力,由平衡条件求地面对底座的支持力,即可由牛顿第三定律求得底座对地面的压力.
②先根据牛顿第二定律求解下降时的加速度,再根据运动学公式求解时间.
解答 解:①环上升的过程中,设加速度为a,则:$2{a}_{1}x=0-{v}_{0}^{2}$
所以:${a}_{1}=\frac{-{v}_{0}^{2}}{2x}=\frac{-{4}^{2}}{2×0.5}=-16m/{s}^{2}$
由牛顿第二定律得:ma1=mg+f
所以:f=ma-mg=0.05×(16-10)=0.3N
即环与底座之间的摩擦力是0.3N.
对底座A进行受力分析可知.环上升时,底座受到重力、支持力与向上的摩擦力的作用,则:
N1=mg-f=0.2×10-0.3=1.7N
环下降时,底座受到重力、支持力与向下的摩擦力的作用,则:
N1=mg+f=0.2×10+0.3=2.3N
由牛顿第三定律可知,在环升起和下落的过程中,底座对水平面的压力分别为1.7N和2.3N.
(2)环下降时对环进行受力分析,环受重力及杆给环向上的摩擦力,下降阶段加速度大小为a2.由牛顿第二定律,得:
mg-f=ma2
所以:${a}_{2}=g-\frac{f}{m}=10-\frac{0.3}{0.05}=4m/{s}^{2}$
由运动学公式:$x=\frac{1}{2}{a}_{2}{t}_{2}^{2}$
得:${t}_{2}=\sqrt{\frac{2x}{{a}_{2}}}=\sqrt{\frac{2×0.5}{4}}s=0.5$s
上升过程的时间:${t}_{1}=\frac{x}{\frac{v}{2}}=\frac{2x}{v}=\frac{0.5×2}{4}s=0.25$s
小环从开始运动至落回底座共经历的时间为:t=t1+t2=0.25+0.5=0.75s
答:(1)在环升起和下落的过程中,底座对水平面的压力分别为1.7N和2.3N;
(2)小环从开始运动至落回底座共经历0.75s.
点评 本题中底座与小环的加速度不同,采用隔离法研究,抓住加速度是关键,由牛顿运动定律和运动学公式结合进行研究.
科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 物体沿直线运动,通过的路程等于位移的大小 | |
B. | 物体沿直线向某一方向运动,通过的路程就是位移 | |
C. | 物体通过的路程不等,位移可能相同 | |
D. | 若物体运动路程不为零,则位移也不可能为零 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 全过程物体克服阻力做的功为56J | B. | 全过程物体克服阻力做的功为112J | ||
C. | 物体返回到出发点时的动能为84J | D. | 物体返回到出发点时的动能为196J |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | O点电势与Q点电势相等 | |
B. | O、M间的电势差小于N、O间的电势差 | |
C. | 将一负电荷由M点移到Q点,电荷的电势能增加 | |
D. | 在Q点释放一个正电荷,正电荷所受电场力将沿与OQ垂直的方向竖直向上 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 如果用两手碰两表笔金属杆,则测量值偏小 | |
B. | 如果红、黑表笔插错插孔,不影响测量结果 | |
C. | 如果待测电阻不跟别的元件断开,则其测量值一定偏大 | |
D. | 测量电阻时若倍率选“×1”,这时指针恰指在100Ω和200Ω的正中间,则其电阻值大于150Ω | |
E. | 用“×10”挡测量一个电阻的阻值,发现表针偏转角度较小,为了把电阻测得更准确一些,应换用“×1”挡,重新测量 |
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