- 赢在高考物理2022
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相关例题:
例题:
【题目】一个质量为$m$的物体,在平行于斜面向上的恒力F作用下,从斜面底端沿光滑斜面向上运动,经过时间$t$到达斜面上的某一点,此时撤去力F,物体经过时间$t$返回到斜面底端。已知斜面倾角为$\theta $,求:
(1)物体运动过程中加速度大小;
(2)物体运动过程中的最大速度;
(3)物体与斜面间的动摩擦因数。
【分析】
(1)物体先沿斜面向上做匀加速直线运动,撤去拉力后做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解加速度;
(2)根据速度时间公式求出物体运动过程中的最大速度;
(3)根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解动摩擦因数。
【解答】
(1)物体先沿斜面向上做匀加速直线运动,撤去拉力后做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律得:$F - mg\sin\theta - \mu mg\cos\theta = ma$解得:$a = \frac{F - mg\sin\theta - \mu mg\cos\theta}{m}$;
(2)物体运动过程中的最大速度为:$v = at = \frac{Ft}{m}$;
(3)撤去拉力后物体做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律得:$- \mu mg\cos\theta = ma^{\prime}$解得:$a^{\prime} = \mu g\cos\theta$根据速度位移公式得:$v^{2} = 2a^{\prime}x$解得:$\mu = \frac{Ft}{2x}$。
【例题】分析:本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的应用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。
【分析】
(1)根据牛顿第二定律求出物体运动的加速度;
(2)根据速度时间公式求出物体运动的初速度;
(3)根据位移时间公式求出物体运动的位移大小。
【解答】
解:(1)物体受到重力、支持力和滑动摩擦力作用,根据牛顿第二定律得:$a = \frac{mg\sin\theta + \mu mg\cos\theta}{m} = g\sin\theta + \mu g\cos\theta$;
(2)物体运动的初速度为:$v_{0} = a_{0}t = (g\sin\theta + \mu g\cos\theta)t$;
(3)物体运动的位移大小为:$x = \frac{v_{0}^{2}}{2a} = \frac{(g\sin\theta + \mu g\cos\theta)^{2}}{2(\mu g\cos\theta)}$。
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