精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
2.如图甲所示,倾角θ=37°的斜面底端O处有一小木块(可视为质点),质量为m=1.0kg,在平行于斜面的推力F作用下从静止开始沿斜面向上运动,推力F的大小随其位移x的变化如图乙所示,木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s2,sin37°=0.6.

(1)在距出发点O多远处,木块的速度达到最大?最大速度是多少?
(2)木块返回O点时速度是多大?

分析 (1)当拉力等于重力在沿斜面上的分力和摩擦力之和时,此时速度达到最大,分局F-x图象判断出位置,利用动能求得最大速度;
(2)在上升过程和下滑过程中根据动能定理求得即可

解答 解:
(1)木块在推力作用下,合力为0时速度达到最大,此时推力为
F=mgsinθ+μmgcosθ=10N
据图可知此时木块移动的距离为
x=1.2m 
在这个过程中,推力做功等于图中梯形“面积”
$W=\frac{1}{2}×(30+10)×1.2J=24J$
由动能定理
$W-(mgsinθ+μmgcosθ)x=\frac{1}{2}{mv}_{m}^{2}$
解得
vm=4.9m/s 
(2)整个过程推力所做的功
${W}_{0}=\frac{1}{2}×30×1.8J=27J$
设小球能沿斜面向上运动的最大距离为xm,由动能定理
W0-(mgsinθ+μmgcosθ)xm=0
此后,木块沿斜面下滑,根据动能定理
$(mgsinθ-μmgcosθ){x}_{m}=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
解得
v=3.3m/s
答:(1)在距出发点O点1.2m处,木块的速度达到最大?最大速度是4.9m/s
(2)木块返回O点时速度是3.3m/s

点评 本题主要考查了动能定理,关键是过程的分析,明确物体在整个过程的运动过程,抓住F-x图象的含义即可

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:实验题

18.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,钩码的总质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.

(1)以下措施正确的是BC.
A.平衡摩擦力时,应将钩码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.本实验M应远大于m
C.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
D.实验时,先放开小车,后接通电源
(2)如图2,甲同学根据测量数据作出的a-F图线,说明实验存在的问题是平衡摩擦过度.
(3)图3为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出,测出各计数点到A点之间的距离,如图所示.已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端,则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=1.0 m/s2.(结果保留两位有效数字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

19.如图所示,A、B两灯完全相同,L是带铁芯的电阻可不计的线圈,下列说法中正确的是(  )
A.K合上瞬间,A、B两灯同时亮起来
B.K合上稳定后,A、B两灯亮度相同
C.K断开瞬间,A、B两灯同时熄灭
D.K断开瞬间,B灯立即熄灭,A灯闪亮后再逐渐熄灭

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

16.已知离长直导线距离为r处的磁感应强度为B=k$\frac{I}{r}$,其中k=2×10-7T•m2•A-1,I是导线的电流强度.在边长为0.5m的等边三角形的三个顶点a、b处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流I=1A,方向如图6.过c点长为1m的导线垂直纸面放置,如图所示,则c处的导线所受安培力为(  )
A.大小为4$\sqrt{3}$×10-7N,方向与ab边平行,竖直向上
B.大小为4×10-7N,方向与ab边平行,竖直向下
C.大小为4$\sqrt{3}$×10-7N,方向与ab边垂直,指向左边
D.大小为4×10-7N,方向与ab边垂直,指向右边

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

3.从地球的南极和北极同时发射一枚火箭,两火箭初速度大小相同,方向均沿极地的水平方向,经过时间t(约3.5h)两火箭相距最远为L,已知两火箭都沿着椭圆轨道飞行,地球半径为R,地表重力加速度为g,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是(  )
A.地心是椭圆轨道的一个焦点
B.两火箭一定会在赤道的上空相遇
C.两火箭最远相距L=4($\frac{g{t}^{2}{R}^{2}}{{π}^{2}}$)${\;}^{\frac{1}{2}}$-2R
D.火箭距地面的最大高度h=2($\frac{g{t}^{2}{R}^{2}}{{π}^{2}}$)${\;}^{\frac{1}{3}}$-R

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

7.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数之比为10:1,输入电压u=311sin(100πt)V,L1和L2灯泡都正常发光,两电表视为理想电表,下列说法正确的是(  )
A.该交流电每秒内电流方向改变50次
B.电压表的示数为$\frac{311}{10\sqrt{2}}$V
C.若将变阻器的滑片P向上滑动,电流表的示数将变大
D.若将变阻器的滑片P向上滑动,灯泡L1将变暗、灯泡L2将变亮

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:多选题

14.如图所示,A和B两个小球固定在一根轻杆的两端,A球的质量为m,B球的质量为2m,此杆可绕穿过O点的水平轴无摩擦地转动.现使轻杆从水平位置由静止释放,则在杆从释放到转过90°的过程中(  )
A.A球的机械能增加
B.杆对A球始终不做功
C.B球重力势能的减少量等于B球动能的增加量
D.A球和B球的总机械能守恒

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

11.对于做匀变速直线运动的物体,下列说法中正确的是(  )
A.速度大小不变,方向改变B.速度大小改变,方向一定不变
C.加速度大小,方向都不改变D.加速度大小不变,方向改变

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:选择题

12.如图所示,挡板垂直于斜面固定在斜面上,一滑块m放在斜面上,其上表面呈弧形且左端最薄,一球M搁在挡板与弧形滑块上,一切摩擦均不计,用平行于斜面的拉力F作用于弧形滑块,使球与滑块均静止,现将滑块平行于斜面向上拉过一较小的距离,球仍搁在挡板与滑块上且仍处于静止状态,则与原来相比(  )
A.挡板对球的弹力增大B.斜面对滑块的弹力不变
C.滑块对球的弹力增大D.拉力F减小

查看答案和解析>>

同步练习册答案