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滑板运动是崇尚自由的一种运动方式.若将滑道简化为倾角为θ=37°的斜面AB及水平...

滑板运动是崇尚自由的一种运动方式.若将滑道简化为倾角为θ=37°的斜面AB及水平面BC(平面在右侧,斜面在左侧),斜面与水平面平滑连接,运动员简化为质量m=2kg的物体,置于水平面上的D点.DB间距d=7m,物体与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,将一水平向左的恒力F=8N作用在该物体上,t=2s后撤去该力,不考虑物体经过B点时的能量损失,重力加速度取g=10m/s2,斜面足够长,撤去恒力F后,物体经过多长时间第二次经过B点?
根据牛顿第二定律求出在拉力作用下的加速度,求出2s末的速度和位移,再根据牛顿第二定律求出在水平面上匀减速直线运动,在斜面上匀减速直线运动的加速度,结合运动学公式求出物体第一次经过B点的时间和速度,从而求出在斜面上上升的最大位移和时间,根据牛顿第二定律求出在斜面上下滑时的加速度,通过运动学公式求出下滑的时间,从而求出第二次经过B点的时间. 【解析】 根据牛顿第二定律得,F-μmg=ma,解得a1=. 在2s内物体的位移. 2s末的速度v1=a1t=4m/s. 物体在水平面上匀减速直线运动的加速度 设运动到B点的速度为v2,根据 代入数据解得v2=2m/s. 则物体第一次运动到B点的经历的时间. 物体在斜面上匀减速直线运动的加速度=gsin37°+μgcos37°=7.6m/s2 则物体减速到零所需的时间. 物体减速运动的位移 物体在斜面上匀加速向下运动的加速度=gsin37°-μgcos37°=4.4m/s2. 根据得, 则撤去外力F后,物体第二次经过B点的时间t′=t1+t2+t3=1+0.26+0.34s=1.6s. 答:撤去恒力F后,物体经过1.6s第二次经过B点.
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考点分析:
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(1)从释放C到物体A刚离开地面时,物体C沿斜面下滑的距离.
(2)斜面倾角α.
(3)B的最大速度vBm

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(2)求行李做匀加速直线运动的时间;
(3)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处.求行李从A处传送到B处的最短时间和传送带对应的最小运行速率.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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