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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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(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的manfen5.com 满分网,数据如下表:
实验次数12345678
小车加速度
a/m•s-2
1.901.721.491.251.000.750.500.30
小车质量
m/kg
0.250.290.330.400.500.711.001.67
manfen5.com 满分网4.003.453.032.502.001.411.000.60
请在方格坐标纸中画出manfen5.com 满分网图线,并从图线求出小车加速度a与质量倒数manfen5.com 满分网之间的关系式是______
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图(c)所示.
该图线不通过原点,其主要原因是______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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