如圖所示,在粗糙水平臺階上靜止放置一質量m=1.0kg的小物塊,它與水平臺階表面的動摩擦因數(shù)μ=0.25,且與臺階邊緣O點的距離s=5m.在臺階右側固定了一個
1
4
圓弧擋板,圓弧半徑R=5
2
m,今以O點為原點建立平面直角坐標系.現(xiàn)用F=5N的水平恒力拉動小物塊,小物塊在水平臺階上運動一段時間后撤去拉力(已知重力加速度g=10m/s2).
(1)為使小物塊不能擊中擋板,求拉力F作用的最長時間;
(2)若小物塊在水平臺階上運動時,水平恒力一直作用在小物塊上,求小物塊擊中擋板上的位置坐標.
(1)為使小物塊不會擊中擋板,拉力F作用最長時間t時,小物塊剛好運動到O點.
由牛頓第二定律得:F-μmg=ma1
解得:a1=
F
m
-μg=
5
1
-0.25×10=2.5m/s2
減速運動時的加速度大小為:a2=μg=0.25×10=2.5m/s2
由運動學公式得:s=
1
2
a12+
1
2
a2t22

而a1t=a2t2
解得:t=t2=
2
s

(2)水平恒力一直作用在小物塊上,由運動學公式有:v02=2a1s
解得小物塊到達O點時的速度為:v0=
2a1s
=
2×2.5×5
m/s=5m/s
小物塊過O點后做平拋運動.水平方向:x=v0t
豎直方向:y=
1
2
gt2

又 x2+y2=R2
解得位置坐標為:x=5m,y=5m
答:(1)拉力F作用的最長時間為
2
s;
(2)小物塊擊中擋板上的位置的坐標為x=5m,y=5m.
練習冊系列答案
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A.木箱可能會跳起來
B.A做簡諧運動的振幅為mg/k
C.當A運動到最低點時,木箱對地面的壓力為(m0+m)g
D.當A運動到最高點時,木箱對地面的壓力為m0g

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一質量為m=3kg的小球靜止在水平地面上,給小球加一豎直向上的恒力F使小球從地面向上做勻加速直線運動,經過時間1s后撤掉力F,再經過時間1s后小球剛好落回地面,取g=10m/s2,則所加的恒力F=______N,小球落回地面時的速度為______m/s.

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如圖所示,質量為M、傾角為θ的斜面放在水平面上,在水平恒力F的作用下,斜面和質量為m的物體一起向左做勻加速運動,則此過程中斜面對物體的作用力的方向與豎直方向的夾角α是( 。
A.可能α=0B.可能向左上方,α≤θ
C.可能向左上方,α>θD.可能向右上方,α>θ

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

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(1)物體與水平面間的滑動摩擦因數(shù)?
(2)若把原來的水平力改成與水平面成θ=37°的斜向下力F2,為了讓物體勻速運動,F(xiàn)2應為多大.

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