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长L1=10m的木板在墙和桌面间架设斜面,桌子高H=08m,长L2=15m,斜面与水平桌面的倾角θ可在0~60°间调节后固定。将质量m=02kg的小物块从斜面顶端静止释放,物块与斜面间的动摩擦因数μ1=005,物块与桌面间的动摩擦因数为μ2,忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失。重力加速度取g=10ms2;最大静摩擦力等于滑动摩擦力
图81求θ角增大到多少时,物块能从斜面开始下滑;用正切值表示2当θ角增大到37°时,物块恰能停在桌面边缘,求物块与桌面间的动摩擦因数μ2;已知si
37°=06,cos37°=083继续增大θ角,发现θ=53°时物块落地点与墙面的距离最大,求此最大距离xm。
f【答案】1ta
θ≥005208319m【解析】1为使小物块下滑,应有mgsi
θ≥μ1mgcosθ,θ满足的条件为ta
θ≥005。2克服摩擦力做功Wf=μ1mgL1cosθ+μ2mgL2-L1cosθ,由动能定理得mgL1si
θ-Wf=0,代入数据得μ2=08。3设当θ=53°时,物块运动至桌面边缘时速度为v,由动能定理得mgL1si
θ-Wf′=12mv2,Wf′=μ1mgL1cosθ+μ2mgL2-L1cosθ,代入数据得v=1ms,之后物块做平抛运动,有H=12gt2,t=04s,x1=vt,x1=04m,xm=x1+L2=19m。18.2019湖北襄阳四中模拟质量m=1kg的物体,在水平拉力F拉力方向与物体初速度方向相同的作用下,沿粗糙水平面运动,经过位移为4m时,拉力F停止作用,运动到位移为8m时物体停止运动,运动过程中Ek-x的图线如图10所示。取g=10ms2,求:
图101物体的初速度大小;2物体和水平面间的动摩擦因数;3拉力F的大小。【答案】12ms2025345N【解析】1从图线可知物体初动能为2J,则Ek0=12mv2=2J,得v=2ms。2在位移为4m处物体的动能为Ek=10J,在位移为8m处物体的动能为零,这段过程中物体克服摩擦力做功。
设摩擦力为Ff,则-Ffx2=0-Ek=0-10J=-10J,x2=4m,
f得Ff=25N。因Ff=μmg,故μ=025。3物体从开始运动到位移为4m这段过程中,受拉力F和摩擦力Ff的作用,合力为F-Ff,根据动能定理有F-Ffx1=Ek-Ek0,故得F=45N。19.2019四川省绵阳市一中模拟如图7甲所示,高H=1m的桌面上固定一竖直平面内的半径R=08m的四分之一光滑圆弧轨道AB,轨道末端B与桌面边缘水平相切。将一质量m=005kg的小球由轨道顶端A处静止释放,小球落入地面固定的球筐中。已知球筐的高度h=02m,球筐的直径比球稍大,与轨道半径R、平台高H等相比可忽略,空气阻力忽略不计,g取10ms2。
图71求小球运动到B处时对轨道r
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