分析 (1)當(dāng)t1=0.14s時(shí),滑塊與彈簧開始分離,此后滑塊受重力、斜面的支持力和摩擦力,滑塊開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)加速度的大小,結(jié)合牛頓第二定律求出摩擦力的大小.
(2)當(dāng)t1=0.14s時(shí)彈簧恰好恢復(fù)原長,所以此時(shí)滑塊與出發(fā)點(diǎn)間的距離d等于t0=0時(shí)彈簧的形變量x,結(jié)合彈性勢能的表達(dá)式,根據(jù)動(dòng)能定理求出d的大。
(3)物塊速度減為零后反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律分別求出各段過程中的位移的大小,從而得出摩擦力做功的大。
解答 解:(1)當(dāng)t1=0.14s時(shí),滑塊與彈簧開始分離,此后滑塊受重力、斜面的支持力和摩擦力,滑塊開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng).
由題中的圖乙可知,在這段過程中滑塊加速度的大小為:a1=10m/s2.
根據(jù)牛頓第二定律有:mgsinθ+f=ma1
代入數(shù)據(jù)解得:f=4.0N
(2)當(dāng)t1=0.14s時(shí)彈簧恰好恢復(fù)原長,所以此時(shí)滑塊與出發(fā)點(diǎn)間的距離d等于t0=0時(shí)彈簧的形變量x,所以在0~0.14s時(shí)間內(nèi)彈簧彈力做的功為:
W彈=Ep初-Ep末=$\frac{1}{2}k{d^2}$.
在這段過程中,根據(jù)動(dòng)能定理有:W彈-mgdsinθ-fd=$\frac{1}{2}$mv12-0
代入數(shù)據(jù)解得:d=0.20 m
(3)設(shè)從t1=0.14s時(shí)開始,經(jīng)時(shí)間△t1滑塊的速度減為零,則有:
△t1=$\frac{0-{v}_{1}}{-{a}_{1}}$=0.20s
這段時(shí)間內(nèi)滑塊運(yùn)動(dòng)的距離為:
x1=$\frac{0-{v}_{1}^{2}}{2(-{a}_{1})}$=0.20m
此時(shí)t2=0.14s+△t1=0.34s,此后滑塊將反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律可求得此時(shí)加速度的大小為:
a2=$\frac{mgsinθ-μmgcosθ}{m}$=2.0m/s2
在0.34s~0.44s(△t2=0.1s)時(shí)間內(nèi),滑塊反向運(yùn)動(dòng)的距離為:x2=$\frac{1}{2}{a_2}$△t22
代入數(shù)據(jù)解得:x2=0.01m.
所以在0~0.44s時(shí)間內(nèi),摩擦力f做的功為:W=-f(d+x1+x2)
代入數(shù)據(jù)解得:W=-1.64J.
答:(1)斜面對(duì)滑塊摩擦力的大小f為4.0N;
(2)t=0.14s時(shí)滑塊與出發(fā)點(diǎn)間的距離d為0.20m;
(3)在0~0.44s時(shí)間內(nèi),摩擦力做的功W為-1.64J.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了牛頓第二定律、動(dòng)能定理和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合運(yùn)用,關(guān)鍵結(jié)合圖象理清滑塊在整個(gè)過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式綜合求解.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 將R1的阻值增大時(shí),液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài) | |
B. | 將R2的阻值增大時(shí),液滴將向下運(yùn)動(dòng) | |
C. | 斷開開關(guān)S,電容器上的帶電量將減為零 | |
D. | 把電容器的上極板向上平移少許,電容器的電量將增加 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 該實(shí)驗(yàn)沒有以可靠事實(shí)為依據(jù),只是邏輯推理 | |
B. | 小球在水平面上不受外力作用 | |
C. | 小球沿右側(cè)斜面上升的高度與其傾角有關(guān) | |
D. | 該實(shí)驗(yàn)否定了“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”的觀點(diǎn) |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 兩粒子的電性相同 | |
B. | a點(diǎn)的電勢高于b點(diǎn)的電勢 | |
C. | 粒子從P運(yùn)動(dòng)到a的過程中,電勢能增大 | |
D. | 粒子從P運(yùn)動(dòng)到b的過程中,動(dòng)能增大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電介質(zhì)插入極板間越深,電容器電容越小 | |
B. | 當(dāng)傳感器以恒定加速度運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中有恒定電流 | |
C. | 若傳感器原來向右勻速運(yùn)動(dòng),突然減速時(shí)彈簧會(huì)伸長 | |
D. | 當(dāng)傳感器由靜止突然向右加速瞬間,電路中有順時(shí)針方向電流 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 機(jī)場安檢時(shí),借助X射線能看到箱內(nèi)物品 | |
B. | 交通警示燈選用紅燈是因?yàn)榧t光更容易穿透云霧煙塵 | |
C. | 建筑外裝涂膜玻璃應(yīng)用了光的全反射 | |
D. | 液晶顯示應(yīng)用了偏振光 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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