| 斜面问题 题目答案及解析

稿件来源:高途

| 斜面问题题目答案及解析如下,仅供参考!

必修1

第四章 牛顿运动定律

4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)

斜面问题

如图所示,水平平台$ab$长为$20\;\rm m$,平台$b$端与长度未知的特殊材料制成的斜面$bc$连接,斜面倾角为$30^\circ$;在平台$a$端放上质量为$5\;\rm kg$的物块,并给物块施加与水平方向成$37^\circ$角的$50\;\rm N$推力后,物块由静止开始运动。已知物块与平台间的动摩擦因数为$0.4$,重力加速度$g=10\;\rm m/s^{2}$$\sin37^\circ=0.6$,求:(结果可用分数、根号表示)

物块由$a$运动到$b$所用的时间;

[["

$5\\;\\rm s$

"]]

受力分析知物体的加速度为$a=\dfrac{F\cos 37{^\circ}-\mu\left( F\sin 37{^\circ}+mg \right)}{m}=1.6\;\rm \text{m}/{s}^{2}$

$x=\dfrac{1}{2}a_{1}t^{2}$

解得$a$$b$的时间为$t=\sqrt{\dfrac{2 \times 20}{1.6}}\;\rm {s}=5\;\rm{s}$

若物块从$a$端运动到$P$点时撤掉推力,则物块刚好能从斜面$b$端开始下滑,则间$aP$的距离为多少?(物块在$b$端无能量损失)

[["

$14.3\\;\\rm m$

"]]

物体从$a$$P$$v_{P}^{2}=2a_{1}x_{1}$

物块由$P$$b$$v_{P}^{2}=2a_{2}x_{2}$

$a_{2}=\mu g$

$x=x_{1}+x_{2}$

解得$aP$距离为$x_{1}=14.3\;\rm m$

若物块与斜面间的动摩擦因数$\mu_{bc}= \dfrac{\sqrt{3}}{10}+ \dfrac{\sqrt{3}}{3}L_{b}$,式中$L_{b}$为物块在斜面上所处的位置离$b$端的距离(斜面足够长),在($2$)中的情况下,物块沿斜面滑多少距离时速度最大?最大速度为多少?

[["

$0.7\\;\\rm m$$\\dfrac{7}{10}\\sqrt{5}\\;\\rm{m/s}$

"]]

物块沿斜面$bc$下滑的过程中,受摩擦力逐渐变大,则先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动,加速度为零时速度最大。

在该位置,由牛顿第二定律得

$mg\sin30^\circ-\mu bcmg\cos30^\circ=0$

由题意可知$\mu_{bc}=\dfrac{\sqrt{3}}{10}+\dfrac{\sqrt{3}}{3}L_{b}$

解得$Lb=0.7\;\rm m$

因加速度与下滑的位移成线性关系,可知从开始运动到速度最大平均加速度为$a=\dfrac{a_{0}+0}{2}=\dfrac{1}{2}(g\sin 30^{^\circ}-\mu_{bc}{}_{0}g\cos 30^{^\circ}=\dfrac{7}{4}\;\rm {m/s}^{{2}}$

则最大速度$v_{{\rm m}}=\sqrt{2aL_{b}}=\dfrac{7}{10}\sqrt{5}\;\rm{m/s}$

| 斜面问题题目答案及解析(完整版)

去刷题
相关题库:
如图所示,固定不动的足够长斜面倾角,一个质量为的物体以的初速度,从斜面底端开始沿斜面向上运动,恰好能运动到斜面顶端,动摩擦因数为。(,,)求: 如图所示,倾角为的固定光滑斜面长,质量、长的长木板位于斜面低端,质量的小金属块位于木板的下端,开始时它们都处于静止状态,金属块和木板之间的动摩擦因数为,若一个沿斜面向上的拉力作用于金属块上,使金属块由静止开始向上运动,重力加速度取,,。 某物体以一定的初速度沿足够长的斜面从底端向上滑去,此后该物体的运动图像可能的是(图中是位移、是速度、是时间) 汽车越来越普及,汽车中的物理知识丰富,值得我们学习研究。 京昆高速公路在四川省的雅西高速段是全国较为险峻的高速路,这里海拔高,临崖临壁,急转弯多,对于货车来说危险系数很大。为了保证行车安全,在这段路上设置了多条避险车道。如图所示,避险道路由制动坡床和防撞设施等组成,制动坡床视为水平面夹角为(小角度)的斜面。一辆长的载有货物的货车因刹车失灵从主道驶入长为的制动坡床,当车速为时,车尾位于制动坡床的底端。货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的倍。取,,。 如图所示是一种简易“千斤顶”。一竖直放置的形轻杆由于光滑限制套管的作用,使它只能在竖直方向上运动。若轻杆上端放一质量的物体,轻杆的下端通过一与杆固定连接的小轮放在倾角为的斜面体上,现沿水平方向对斜面体施以推力,(小轮与斜面体的摩擦和质量不计,)
今日推荐