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用一沿斜面向上的恒力F将静止在斜面底端的物体向上推,推到斜面中点时,撤去F,物体...

用一沿斜面向上的恒力F将静止在斜面底端的物体向上推,推到斜面中点时,撤去F,物体正好运动到斜面顶端开始返回,物体从底端到顶端所需时间为t,从顶端滑到底端所需时间也为t,若物体回到底端时速度为10m/s,试问:
(1)推力F与物体所受斜面摩擦力f之比为多少?
(2)斜面顶端和底端的高度差h为多少?
(1)用平均速度表示出上滑过程位移与下滑过程的位移,得出物体上滑到斜面中点时的速度.根据动能定理分别对上滑的全过程、上滑前一半过程和下滑全过程研究,列出方程,分别求出推力F、摩擦力f与重力的关系式,再求两者之比. (2)根据摩擦力f与重力的关系式,代入下滑过程动能定理的表达式,求解高度差. 【解析】 设斜面长为S,物体上滑到斜面中点时速度为v1,斜面的倾角为θ. (1)由题得到:上滑过程S=,下滑过程:S=,得到v1=v2=10m/s. 根据动能定理得:    对于上滑全过程:F•S-mgsinθ•2S-f•2s=0,得到  F=2mgsinθ+2f  ①    对于上滑前半一过程:(F-mgsinθ-f)=               ②    对于下滑过程:(mgsinθ-f)S=                         ③ 由①②③联解得      F=,f= 所以F:f=8:1. (2)将f=代入③得     S= 斜面顶端和底端的高度差h=Ssinθ==7.5m. 答:(1)推力F与物体所受斜面摩擦力f之比为8:1;     (2)斜面顶端和底端的高度差h为7.5m.
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考点分析:
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a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平.
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上.
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1
e.按下电钮放开卡销,同时使记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
(1)实验中还应测量的物理量是______
(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______
(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?______.如能,请写出表达式______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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