2.如圖所示,兩套完全相同的小物塊和軌道系統(tǒng),軌道固定在水平桌面上.物塊質(zhì)量m=1kg,軌道長度l=2m,物塊與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.20.現(xiàn)用水平拉力F1=6N、F2=4N同時(shí)拉兩個(gè)物塊,分別作用一段距離后撤去,使兩物塊都能從靜止出發(fā),運(yùn)動(dòng)到軌道另一端時(shí)恰好停止.(g=10m/s2)求:
(1)在F1作用下的小物塊加速度a1多大?
(2)F1需要作用多長時(shí)間?
(3)從兩物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)開始計(jì)時(shí)直到都停止,除了物塊在軌道兩端速度都為零之外,另有某時(shí)刻t兩物塊速度相同,則t為多少?

分析 (1)在F1作用下的小物塊水平方向受到F1和摩擦力作用,摩擦力的大小為μmg,由牛頓第二定律可求出加速度.
(2)物塊1先加速后減速,分別對(duì)兩過程由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解即可;
(3)由題,水平拉力F1>F2,兩物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度不等,兩物塊速度相等,只能出現(xiàn)一定在上方物塊減速階段過程中,由牛頓第二定律求出物塊2的加速度,根據(jù)速度相等,由速度公式求解時(shí)間t.

解答 解:(1)根據(jù)牛頓第二定律得 F1-μmg=ma1
解得:a1=6m/s2
(2)物塊1先加速后減速,減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
a0=μg=0.2×10=2m/s2;
從靜止開始運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度的時(shí)間為t1,則由位移公式可得:
$\frac{1}{2}{a_1}{t_1}^2+\frac{{{{({a_1}{t_1})}^2}}}{{2{a_0}}}=l$
解得 ${t_1}=\frac{{\sqrt{3}}}{3}s$
(3)F2作用下的物塊,有
F2-μmg=ma2
解得:a2=2m/s2
兩物塊速度相同時(shí),一定在上方物塊減速階段
上方物塊最大速度$v=\sqrt{2{a_1}s}=\sqrt{6}$m/s=2.45m/s
a2t=v-a′(t-$\frac{v}{{a}_{1}}$)
得t=0.816s
答:
(1)在F1作用下的小物塊加速度a1為6m/s2
(2)F1需要作用時(shí)間為$\frac{\sqrt{3}}{3}$s
(3)兩物塊速度相同的時(shí)刻t為0.816s.

點(diǎn)評(píng) 本題是牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)的綜合應(yīng)用.要注意正確分析物體的受力及運(yùn)動(dòng)過程,明確兩物體在運(yùn)動(dòng)過程中的關(guān)系.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.下列說法正確的是( 。
A.使用交流的設(shè)備所標(biāo)的電壓和電流都是最大值
B.電流表、電壓表的讀數(shù)和額定電壓、電流,電功率的計(jì)算都是用交變電流的有效值
C.在相同時(shí)間內(nèi)通過同一電阻,跟直流電有相同熱效應(yīng)的交變電流值是交流的有效值
D.給定的交變電流值在沒有特別說明的情況下都是指最大值

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.如圖所示,在某一輸電線路的起始端接入兩個(gè)互感器,原副線圈的匝數(shù)比分別為100:1和1:100,圖中a、b表示電壓表或電流表,已知電壓表的示數(shù)為22V,電流表的示數(shù)為1A,則( 。
A.a為電流表,b為電壓表B.a為電壓表,b為電流表
C.線路輸送電功率是22kWD.輸電線路總電阻為22Ω

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.下列說法中正確的是( 。
A.當(dāng)離心力大于向心力時(shí),物體將做離心運(yùn)動(dòng)
B.向心力可以改變物體運(yùn)動(dòng)速度的大小
C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力是該物體所受的外力的合力
D.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力不一定指向圓心

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.理想變壓器副線圈通過輸電線接兩個(gè)相同的燈泡L1和L2,輸電線的等效電阻為R,開始時(shí),開關(guān)S是斷開的,如圖所示,在S接通后,以下說法正確的是( 。
A.燈泡L1兩端的電壓減小B.通過燈泡L1的電流增大
C.原線圈中的電流增大D.變壓器的輸入功率增大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,在固定傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán),桿與水平方向的夾角α=30°,圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧上端相連,彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn),彈簧處于原長h.讓圓環(huán)沿  桿由靜止滑下,滑到桿的底端時(shí)速度恰為零.則在圓環(huán)下滑過程中( 。
A.圓環(huán)和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B.當(dāng)彈簧垂直于光滑桿時(shí)圓環(huán)的動(dòng)能最大
C.彈簧的最大彈性勢能為mgh
D.彈簧轉(zhuǎn)過60°角時(shí),圓環(huán)的動(dòng)能小于$\frac{mgh}{2}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.將物體P從置于光滑水平面上的斜面體Q的頂端以一定的初速度沿斜面往下滑,如圖所示.在下滑過程中,P的速度越來越小,最后相對(duì)斜面靜止,那么由P和Q組成的系統(tǒng)( 。
A.動(dòng)量守恒
B.機(jī)械能守恒
C.最后P和Q以一定的速度共同向左運(yùn)動(dòng)
D.最后P和Q均相對(duì)地面靜止

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.一汽車在平直公路上以20kW的功率行駛,t1時(shí)刻駛?cè)肓硪欢巫枇愣ǖ钠街惫,其v~t圖象如圖所示,已知汽車的質(zhì)量為2×103kg.下列說法正確的是( 。
A.t1前汽車受到的阻力大小為1×103N
B.t1后汽車受到的阻力大小為2×103N
C.t1時(shí)刻汽車加速度突然變?yōu)?m/s2
D.t1~t2時(shí)間內(nèi)汽車的平均速度為7.5m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

4.如圖所示是一皮帶傳動(dòng)裝置,O1為兩輪的共同軸,由O2帶動(dòng).已知RB:RA=3:2,RA:RC=1:2,假若皮帶不打滑,則分別在三個(gè)輪邊緣的B、A、C三點(diǎn)角速度之比是3:2:3;線速度之比是1:1:2;向心加速度之比是3:2:6.

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