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某人要将质量m=300kg的小车推上长L=5m,高h=1m的斜坡顶端,斜坡底端有较长的水平路面,为方便计算,假设在任何情况下车所受摩擦阻力恒为车重的0.12倍,此人的推力F始终为600N,且整个运动阶段都作用在车上,方向始终与小车运动方向一致,在不允许使用其它工具情况下,此人如何做才能将小车恰好推到坡顶?
分析:若从坡底用力把小车直接推上斜坡,则因重力的下滑分力与摩擦力之和mgsina+kmg=3000×
1
5
+0.12×3000=960N>F,故不能直接推上,必须在坡底水平路面上先作用一段位移S,使其到达坡底时具有一个初速度.
解答:解:设人在水平面上推小车的最小距离为S,由动能定理全程列式得到:
F(S+L)-kmg(S+L)-mgh=0
解得:S=
mgh
F-kmg
-L=
300×10×1
600-0.12×300×10
-5
=7.5m
答:人至少在水平面上先推小车移动7.5m距离.
点评:本题关键选用动能定理全程列式求解,使用动能定理可以不涉及过程中的加速度,可以使答题过程大为简化.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(一)如图1所示,某人要乘雪橇从雪坡经A点滑到B点,接着沿水平路面滑至C点停止.人与雪橇的总质量为70kg.下表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据,开始时人与雪橇距水平路面的高度h=20m,请根据下表中的数据解决下列问题:
(1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为多少?
(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力的大小.
(3)人与雪橇从B运动到C的过程中所对应的距离.(取g=10m/s2
位置 A B C
速度(m/s) 2.0 12.0 0
时刻(s) 0 4.0 10.0

(二)、竖直放置的一对平行金属板的左极板上,用长为l的轻质绝缘细线悬挂一个带电量为q质量为 m的小球,将平行金属板按如图2所示的电路图连接.当滑动变阻器R在a位置时,绝缘线与左极板的夹角为θ1=30°,当将滑片缓慢地移动到b位置时,夹角为
θ
 
2
=60°
.两板间的距离大于l,重力加速度为g.问:
(1)小球在上述两个平衡位置时,平行金属板上电势差之比U1:U2=?
(2)若保持变阻器滑片位置在a处不变,对小球再施加一个拉力,使绝缘线与竖直方向的夹角从θ1=30°缓慢地增大到
θ
 
2
=60°
,则此过程中拉力做的功W=?

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科目:高中物理 来源:2010年广东省高考模拟信息新题物理试卷(解析版) 题型:解答题

(一)如图1所示,某人要乘雪橇从雪坡经A点滑到B点,接着沿水平路面滑至C点停止.人与雪橇的总质量为70kg.下表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据,开始时人与雪橇距水平路面的高度h=20m,请根据下表中的数据解决下列问题:
(1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为多少?
(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力的大小.
(3)人与雪橇从B运动到C的过程中所对应的距离.(取g=10m/s2
位置ABC
速度(m/s)2.012.0
时刻(s)4.010.0

(二)、竖直放置的一对平行金属板的左极板上,用长为l的轻质绝缘细线悬挂一个带电量为q质量为 m的小球,将平行金属板按如图2所示的电路图连接.当滑动变阻器R在a位置时,绝缘线与左极板的夹角为θ1=30°,当将滑片缓慢地移动到b位置时,夹角为.两板间的距离大于l,重力加速度为g.问:
(1)小球在上述两个平衡位置时,平行金属板上电势差之比U1:U2=?
(2)若保持变阻器滑片位置在a处不变,对小球再施加一个拉力,使绝缘线与竖直方向的夹角从θ1=30°缓慢地增大到,则此过程中拉力做的功W=?

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