(13分)如圖所示,質(zhì)量為m=10kg的小物體在F=200N的水平推力作用下,從粗糙斜面的底端由靜止開始沿足夠長的斜面運動,斜面固定不動,小物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,斜面與水平地面間的夾角θ=37°,力F作用t1=2s后撤去,小物體在斜面上繼續(xù)上滑后,又返回至起點。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)

⑴小物體運動過程中相對起點的最大位移xm的大;
⑵小物體從開始經(jīng)過多長時間t返回起點。

⑴xm=16.25m;⑵t=s

解析試題分析:⑴當物體上滑至最高點,速度為零時,相對起點的位移最大,設(shè)在t1時間內(nèi)物體運動的加速度為a1,撤去力F瞬間時物體的速度為v,撤去力F后物體向上滑行的加速度為a2,又經(jīng)時間t2物體的速度減為零,在有力F作用時,根據(jù)牛頓第二定律有:Fcosθ-mgsinθ-μ(Fsinθ+mgcosθ)=ma1       ①
根據(jù)勻變速直線運動速度公式有:v=a1t1      ②
撤去力F,物體繼續(xù)上滑的過程中,根據(jù)牛頓第二定律有:-mgsinθ-μmgcosθ=ma2            ③
根據(jù)勻變速直線運動速度公式有:v=-a2t2        ④
物體上滑的位移為:xm         ⑤
由①②③④⑤式聯(lián)立,并代入數(shù)據(jù)解得:t2=1.25s,xm=16.25m          ⑥
⑵物體下滑過程中,根據(jù)牛頓第二定律有:mgsinθ-μmgcosθ=ma3         ⑦
設(shè)物體下滑的時間為t3,根據(jù)勻變速直線運動位移公式有:xm         ⑧
物體從開始到返回起點的過程中所經(jīng)歷的時間為:t=t1+t2+t3          ⑨
由⑥⑦⑧⑨式聯(lián)立,并代入數(shù)據(jù)解得:t=s
考點:本題主要考查了勻變速直線運動規(guī)律、牛頓第二定律在多過程運動中的應(yīng)用問題,屬于中檔題。

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,水平恒力F=20N,把質(zhì)量m=0.6kg的木塊壓在豎直墻上,木塊離地面的高度H=6m.木塊從靜止開始向下作勻加速運動,經(jīng)過2s到達地面.求:

(1)木塊下滑的加速度a的大。
(2)畫出木塊的受力示意圖(畫在圖右的木塊上);
(3)木塊與墻壁之間的動摩擦因數(shù)(g取10m/s2).

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

一列長L=200m的列車以v0=72 km/h的正常速度勻速運行,當它從開上長L0=1000 m的某大橋到全部車廂通過大橋,列車必須以v=54 km/h的限制速度勻速運行.已知列車在上橋前減速過程中的加速度大小與過橋后加速恢復(fù)正常速度過程中的加速度大小相等,均為a=0.5 m/s2, 且列車加速和減速過程均可視為勻變速直線運動。求列車因為過橋而延誤的時間t.

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(14分)如圖,甲、乙兩運動員正在訓(xùn)練接力賽的交接棒.已知甲、乙兩運動員經(jīng)短距離加速后都能達到并保持8m/s的速度跑完全程.設(shè)乙從起跑后到接棒前的運動是勻加速的,加速度大小為2.5m/s2. 乙在接力區(qū)前端聽到口令時起跑,在甲、乙相遇時完成交接棒.在某次練習中,甲以v=8m/s的速度跑到接力區(qū)前端s0=11.0m處向乙發(fā)出起跑口令.已知接力區(qū)的長度為L=20m.求:
 
(1)此次練習中交接棒處離接力區(qū)前端(即乙出發(fā)的位置)的距離.
(2)為了達到理想成績,需要乙恰好在速度達到與甲相同時被甲追上,則甲應(yīng)在接力區(qū)前端多遠時對乙發(fā)出起跑口令?
(3)在(2)中,棒經(jīng)過接力區(qū)的時間是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

“10米折返跑”的成績反映了人體的靈敏素質(zhì)。測定時,在平直跑道上,受試者以站立式起跑姿勢站在起點(終點)線前,聽到起跑的口令后,全力跑向正前方10米處的折返線,測試員同時開始計時。受試者到達折返線處,用手觸摸折返線處的物體(如木箱)后,再轉(zhuǎn)身跑向起點(終點)線,當胸部到達起點(終點)線的垂直面時,測試員停止計時,所用時間即為“10米折返跑”的成績,設(shè)受試者起跑的加速度大小為4 m/s2,運動過程中的最大速度為4 m/s,快到達折返線處時需減速到零,減速的加速度大小為8 m/s2,返回時達到最大速度后不需減速,保持最大速度沖線。求該受試者“10米折返跑”的成績?yōu)槎嗌伲?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)2011年7月23日上海鐵路局管轄內(nèi)的甬溫線動車組因列車追尾而發(fā)生大量人員傷亡的慘烈事故,F(xiàn)有A、B兩列火車在同一軌道上同向行駛,A車在前,其速度vA=10m/s,B車速度vB=30m/s。因大霧能見度低,B車在距A車600m時才發(fā)現(xiàn)A車,此時B車立即剎車,但B車要減速1800m才能夠停止。
(1)求B車剎車后減速運動的加速度多大?
(2)若B車剎車8s后,A車以加速度a1=0.5m/s2加速前進,問能否避免事故?若能夠避免則兩車最近時相距多遠?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(15分)如圖所示,質(zhì)量m=2.2kg的金屬塊放在水平地板上,在與水平方向成θ=37°角斜向上、大小為F=10N的拉力作用下,以速度v=5.0m/s向右做勻速直線運動。(cos37°=0.8,sin37°=0.6,取g=10m/s2

求:
(1)金屬塊與地板間的動摩擦因數(shù);
(2)如果從某時刻起撤去拉力,撤去拉力后金屬塊在水平地板上滑行的最大距離。

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(本題12分)如圖所示,一質(zhì)量為,長為的木板放在水平地面上,已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為,在此木板的右端上還有一質(zhì)量為的小物塊,且視小物塊為質(zhì)點,木板厚度不計。今對木板突然施加一個的水平向右的拉力,.

(1)若木板上表面光滑,則小物塊經(jīng)多長時間將離開木板?
(2)若小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為、小物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為,小物塊相對木板滑動一段時間后離開木板繼續(xù)在地面上滑行,且對地面的總位移時停止滑行,求值.

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(12分)中國女子冰壺隊近年來在國際比賽中取得了令人鼓舞的成績。如圖是冰壺賽道的簡易圖,A點表示發(fā)球點,B為釋放點,C為對方的營壘中心。假如比賽時隊員從A點對冰壺施加一個恒定的推力,使冰壺從靜止開始運動,到B點時撤掉推力,冰壺靠慣性繼續(xù)前進,直到停在對方的營壘中心C。設(shè)A、C間距離為x=52m,冰壺與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,冰壺的質(zhì)量為m=20kg,我方運動員對冰壺施加的推力F=52N,求:(g取10m/s2

(1)冰壺在力F作用過程中發(fā)生位移xl的大;
(2)撤去力F后冰壺繼續(xù)滑動的時間t。

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