【題目】圖如所示,一傾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上,斜面底端固定一彈性擋板P,長2l的薄木板置于斜面上,其質(zhì)量為M,下端在B點(diǎn)處,PB=2l,薄木板中點(diǎn)處放有一質(zhì)量為m的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))。已知M=m,滑塊與薄木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=tanθ,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,斜面上AB區(qū)間存在一特殊力場,當(dāng)滑塊出現(xiàn)在此區(qū)域時(shí)能對滑塊產(chǎn)生一個(gè)沿斜面向上,大小為F=mg的恒力作用,對木板無作用,此區(qū)域沿斜面的寬度為l,重力加速度為g,現(xiàn)由靜止開始釋放薄木板。

時(shí)總受到一個(gè)沿斜面向上F=mg的恒力作用,AB=l.現(xiàn)由靜止開始從B點(diǎn)處釋放圓筒。

(1)求滑塊第一次進(jìn)入AB區(qū)間內(nèi)受薄木板的摩擦力的大小和方向

(2)求圓薄木板從釋放到第一次到達(dá)擋板P時(shí)的速度的大小和此過程經(jīng)歷的時(shí)間;

(3)若薄木板第一次與擋板P碰撞后以原速率反彈,求薄木板第一次與擋板P碰撞后沿斜面上升到最高點(diǎn)的時(shí)間。

【答案】(1)mg,沿斜面向下;(2) , 3;(3)

【解析】

(1) 滑塊在進(jìn)入AB區(qū)域之前,由于斜面光滑,將與木板一起以加速度加速下滑,

進(jìn)入AB區(qū)間后,假設(shè)滑塊與木板仍然相對靜止,設(shè)下滑的加速度為,對整體

對滑塊,所受木板的靜摩擦力方向沿斜面向下,根據(jù)牛頓第二定律有:

解得:,

又因?yàn)榛瑝K與木板間的最大靜摩擦力

即滑塊受木板的靜摩擦力方向沿斜面向下,大小為;

(2) 滑塊和木板一起以加速度 加速下滑的速度為 ,時(shí)間為,則:

滑塊和木板一起勻速下滑,經(jīng)過時(shí)間 P第一次碰撞,則

從釋放到薄木板第一次到達(dá)擋板P時(shí)的擋板速度的大小

從釋放到薄木板第一次到達(dá)擋板P經(jīng)歷的時(shí)間

解得:

;

(3) 薄木板第一次與擋板P碰撞后以v上滑,滑塊恰好過A點(diǎn)以v下滑,根據(jù)牛頓第二定律,對滑塊有:

解得:,即mM上仍然勻速下滑

對薄木板有:

解得:,所以M以加速度勻減速上滑

設(shè)滑塊離開薄木板的時(shí)間為,有:

此時(shí)薄木板的速度

接著以加速度減速上滑至最高點(diǎn),有:

所以,薄木板沿斜面上升到最高點(diǎn)的時(shí)間為:

解得: 。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾喜愛,某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB,從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過程中,由于摩擦力的存在,運(yùn)動(dòng)員的速率不變,則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過程中

A. 所受合外力始終為零

B. 所受摩擦力大小不變

C. 合外力做功一定為零

D. 機(jī)械能始終保持不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.

(1)下列說法正確的是________

A.在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),應(yīng)該保證拉力的大小不變

B.“重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”這一條件如不滿足對探究過程也不會產(chǎn)生影響

C.在探究加速度與力的關(guān)系時(shí),只需測量一次,記錄一組數(shù)據(jù)即可

D.在探究加速度與力的關(guān)系時(shí),作aF圖象應(yīng)該用折線將所描的點(diǎn)依次連接

(2)在實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)得到了一條紙帶如圖所示,選擇了AB、C、D、E作為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.30 cm、x4=8.92 cm,電源頻率為50 Hz,可以計(jì)算出小車的加速度大小是________m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)

(3)某同學(xué)將長木板右端適當(dāng)墊高,其目的是________.如果長木板的右端墊得不夠高,木板傾角過小,用a表示小車的加速度,F表示細(xì)線作用于小車的拉力,他繪出的aF關(guān)系圖象可能是________

A.B.

C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某升降機(jī)用繩子系著一個(gè)重物,以10 m/s的速度勻速豎直上升,當(dāng)?shù)竭_(dá)40 m高度時(shí),繩子突然斷開,重物從繩子斷開到落地過程(不計(jì)空氣阻力,重力加速度g10 m/s2)( )

A. 距地面的最大高度為45 m

B. 在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為5 s

C. 落地速度的大小為10 m/s

D. 落地速度的大小為30 m/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用一水平外力將木塊壓在豎直墻上,使木塊保持靜止不動(dòng),如圖所示,當(dāng)水平外力增大時(shí),則木塊( )

A. 對墻的壓力增大,受靜摩擦力不變

B. 對墻的壓力增大,受靜摩擦力增大

C. 對墻的壓力不變,受最大靜摩擦力增大

D. 對墻的壓力增大,受最大靜摩擦力不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】受水平外力F作用的物體,在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng),其vt圖線如圖所示,則( )

A. 0t1秒內(nèi),外力F大小不斷增大

B. t1時(shí)刻,外力F為零

C. t1t2秒內(nèi),外力F大小可能不斷減小

D. t1t2秒內(nèi),外力F大小可能先減小后增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,A、B、C是勻強(qiáng)電場中平行于電場線的某一平面上的三個(gè)點(diǎn),各點(diǎn)的電勢分別為φA=5V,φB=2VφC=3V,H、F三等分AB,GAC的中點(diǎn),在下列各示意圖中,能正確表示該電場強(qiáng)度方向的是( )

A. B. C. D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,真空室中電極K發(fā)出的電子(初速度不計(jì))經(jīng)過電勢差為U1的加速電場加速后,沿兩水平金屬板C、D間的中心線射入兩板間偏轉(zhuǎn)電場,最后打在熒光屏上。C、D兩板間的電勢差UCD隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,設(shè)CD間的電場可看作勻強(qiáng)電場,且兩板外無電場。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e(重力不計(jì)),C、D極板長為L,板間距離為d,偏轉(zhuǎn)電壓U2,熒光屏距CD右端的距離為L/6,所有電子都能通過偏轉(zhuǎn)電極。

1)求電子通過偏轉(zhuǎn)電場的時(shí)間t0

2)若UCD的周期T=t0,求熒光屏上電子能夠到達(dá)的區(qū)域的長度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,有一電子(電量為e,質(zhì)量為m,)經(jīng)電壓U0加速后,進(jìn)入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間.若電子從兩板正中間垂直電場方向射入,且恰好能從金屬板右緣飛出,求:

1)該電子剛飛離加速電場時(shí)的速度大小

2)金屬板AB的長度.

3)電子最后穿出電場時(shí)的動(dòng)能.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案