如圖所示,一重為10N的小球,在F=20N的豎直向上的拉力作用下,從A點由靜止出發(fā)向上運動,F(xiàn)作用1.2s后撤去,已知桿與球間的動摩擦因數(shù)為數(shù)學(xué)公式,試求從撤去力F開始計時,小球經(jīng)多長時間將經(jīng)過距A點為2.25m的B點.(g=10m/s2

解:在力F作用時有:
(F-mg)sin30°-m(F-mg)cos30°=ma1
a1=2.5 m/s2
剛撤去F時,小球的速度v1=a1t1=3m/s
小球的位移s1 =t1=1.8m
撤去力F后,小球上滑時有:
mgsin30°+μmgcos30°=ma2
a2=7.5 m/s2
因此小球上滑時間t2==0.4s 上滑位移s2=t2=0.6m
則小球上滑的最大距離為sm=s1+s2=2.4m
撤除F到B點位移△s=sB-s1
設(shè)時間為t
△S=vt-a2t2
解得t=0.2s或t=0.6s(舍去)因為小球上升到最高點返回時的加速度不再等于a2
小球勻減速直線運動到零的位移x==0.6m 減速到零的時間t″===0.4s
返回到B點的位移x′=0.6-0.45m=0.15m
根據(jù)牛頓第二定律得,mgsin30°-μmgcos30°=ma3
解得a3=2.5m/s2
根據(jù)x′=a3t′2,解得t′=s
則t=t′+t″=0.4+s=0.75s
答:若從撤去力F開始計時,小球經(jīng)0.2s或0.75s經(jīng)過距A點上方為2.25m的B點.
分析:對小球受力分析,運用牛頓第二定律求出小球的加速度.根據(jù)勻變速直線運動公式求出撤去拉力前的位移和末速度,再根據(jù)牛頓第二定律求出撤去拉力后的加速度,根據(jù)運動學(xué)公式求出上滑的位移,從而得出小球上滑過程中距A點最大距離.求出撤去拉力后的初速度和加速度,以及距離B點的距離,根據(jù)位移時間公式求出運動的時間.
點評:解決本題的關(guān)鍵理清小球的運動情況,運用牛頓第二定律和運動學(xué)公式綜合求解.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:湖南省衡陽市八中2011屆高三第二次月考物理試題 題型:038

如圖所示,一重為10 N的小球,在F=20 N的豎直向上的拉力作用下,從A點由靜止出發(fā)沿AB向上運動,F(xiàn)作用1.2 s后撤去,已知桿與球間的動摩擦因數(shù)為,桿足夠長,試求從撤去力F開始計時時,小球經(jīng)多長時間將經(jīng)過距A點為2.25 m的B點.(取g=10 m/s2)

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科目:高中物理 來源:浙江省學(xué)軍中學(xué)2011屆高三上學(xué)期第二次月考物理試題 題型:038

如圖所示,一重為10 N的小球,在F=20 N的豎直向上的拉力作用下,從A點由靜止出發(fā)向上運動,F(xiàn)作用1.2 s后撤去,已知桿與球間的動摩擦因數(shù)為,試求從撤去力F開始計時,小球經(jīng)多長時間將經(jīng)過距A點為2.25 m的B點.(g=10 m/s2)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(09年濟(jì)南市期末)(14分)如圖所示,一重為10 N的小球,在F=20 N的豎直向上的拉力作用下,從A點由靜止出發(fā)向上運動,F(xiàn)作用1.2 s后撤去,已知桿與球間的動摩擦因數(shù)為,試求從撤去力F開始計時,小球經(jīng)多長時間將經(jīng)過距A點為2.25 m的B點。(g=10 m/s2

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年山東省高三12月月考物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,一重為10 N的球固定在支桿AB的上端,今用一段繩子水平拉球,使桿發(fā)生彎曲,已知繩的拉力為7.5 N,則AB桿對球的作用力 (   。

A.大小為7.5 N

B.大小為10 N

C.方向與水平方向成53°角斜向右下方

D.方向與水平方向成53°角斜向左上方

 

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科目:高中物理 來源:2014屆山東省高三10月月考物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,一重為10 N的球固定在支桿AB的上端,今用一段繩子水平拉球,使桿發(fā)生彎曲,已知繩的拉力為7.5 N,則AB桿對球的作用力(     )

A.大小為7.5 N

B.大小為10 N

C.方向與水平方向成53°角斜向右下方

D.方向與水平方向成53°角斜向左上方

 

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