分析 (1)根據(jù)牛頓第二定律求出小球上滑的加速度;
(2)結(jié)合速度時(shí)間公式求出撤去F后的速度,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移速度公式,聯(lián)立方程求解即可.
(3)根據(jù)位移公式求出斜面的長(zhǎng)度,小球垂直擊中擋板,反過來可以看成是從擋板做平拋運(yùn)動(dòng)落向斜面,將小球的速度分解為水平方向和豎直方向,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,抓住等時(shí)性求出下落前水平方向的位移,結(jié)合幾何關(guān)系求出擋板距離小球出發(fā)點(diǎn)的水平距離.
解答 解:(1)對(duì)小球受力分析,由牛頓第二定律得:
F-mgsinθ=ma
代入數(shù)據(jù)解得:a=5m/s2
(2)0.8s后撤去外力時(shí),小球獲得的速度為:v=at1=5×0.8m/s=4m/s,
根據(jù)v2=2aL,v中2=2a×12L得:v中=2√2m/s,
(2)斜面的長(zhǎng)度L=v2t=42×0.8=1.6m,
小球垂直擊中擋板,反過來可以看成是從擋板做平拋運(yùn)動(dòng)落向斜面,
則豎直方向速度vy=vsin30°=2m/s,運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=vyg=210=0.2s,
水平速度{v}_{0}=vcos30°=2\sqrt{3}m/s,則水平位移{x}_{1}={v}_{0}{t}_{1}=0.4\sqrt{3}m,
則擋板距離小球出發(fā)點(diǎn)的水平距離應(yīng)為x={x}_{1}+Lcos30°=0.4\sqrt{3}+1.6×\frac{\sqrt{3}}{2}=1.2\sqrt{3}m.
平分速度為:vx=vcos37°=10×0.8m/s=8m/s,x2=vxt2=8×0.6m=4.8m.
答:(1)小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為5m/s2;
(2)小球經(jīng)過斜面中點(diǎn)時(shí)的速度大小為2\sqrt{2}m/s;
(3)要使小球垂直擊中擋板,擋板距離小球出發(fā)點(diǎn)的水平距離應(yīng)為1.2\sqrt{3}m.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合運(yùn)用,知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁,在第三問的處理上,可以逆著運(yùn)動(dòng)過程看成是平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律求解,難度中等.
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | \frac{m\sqrt{gh}}{F-mg} | B. | \frac{m\sqrt{2gh}}{F-mg} | C. | \frac{2m\sqrt{gh}}{F-mg} | D. | \frac{m\sqrt{gh}}{F-2mg} |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小球上升過程與下落過程所用時(shí)間之比為\sqrt{2}:\sqrt{3} | |
B. | 小球所受重力和阻力大小之比為6:1 | |
C. | 小球落回到拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小為8\sqrt{6}m/s | |
D. | 小球上升過程機(jī)械能損失大于下落過程的機(jī)械能損失 |
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