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如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°固定斜面上(斜面足够长),对物体施加平行于斜面向上的恒力F,作用时间t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图象如图乙所示,取g=10m/s2.试求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小;
(2)t=6s时物体的速度,并在乙图上将t=6s内物体运动的v-t图象补画完整,要求标明有关数据.
分析:(1)根据图象可以求出匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度大小,根据牛顿第二定律列出匀加速运动和匀减速运动的力学方程,F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1,mgsinθ+μmgcosθ=ma2,联立两方程求出动摩擦因数.
(2)先通过图象得到3s末速度为零,然后求出3s到6s物体的加速度,再根据速度时间关系公式求解6s末速度.
解答:解:(1)设力作用时物体的加速度为a1,对物体进行受力分析,
由牛顿第二定律有:F-mgsinθ-μmgcosθ=ma1
撤去力后,设物体的加速度为a2
由牛顿第二定律有:mgsinθ+μmgcosθ=ma2        
由图象可得a1=20m/s2; a2=10m/s2   
代入解得F=30N; μ=0.5     
故斜面与物体间的动摩擦因数为0.5.
(2)3s末物体速度减为零,之后物体下滑做匀加速直线运动,
根据牛顿第二定律,有
mgsin37°-f=ma3  
解得
a3=2m/s2
由速度时间公式,得到
v=a3t=6m/s
故物体6s末速度大小为6m/s.方向与初速度方向相反即沿斜面向下.
图象如下图所示.
点评:本题关键受力分析后,根据牛顿第二定律,运用正交分解法求解出各个运动过程的加速度,然后结合运动学公式列式求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定斜面底端(物体在斜面上,斜面足够长),对物体施加平行于斜面向上的恒力F,若作用时间t1=1s后撤去拉力,物体运动的部分v-t图象如图乙所示,试求:(已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)拉力F的大小及斜面与物体间的动摩擦因数;
(2)t=4s末物体与斜面底部的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,质量为m=5g,长l=10cm的铜棒,用长度亦为l的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=
1
3
T.未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=53°,求此棒中恒定电流的大小.
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某同学的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图).
当最大偏转角θ=53°时,棒受力平衡,有:tanθ=
F
mg
=
BIl
mg
               I=
mgtanθ
Bl
=
0.005×10×
4
3
1
3
×0.01
=20A

(1)请你判断,他的解法是否正确?错误的请指出错误所在,并改正.
(2)此棒的最大动能是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图甲所示,质量为m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定且足够长的斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=1s时撤去拉力,物体运动的部分v-t图象如图乙所示.试求:
(1)物体沿斜面上滑的最大位移.
(2)物体与斜面间的动摩擦因数μ及拉力F的大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图甲所示,质量为m=0.5kg、电阻r=1Ω的跨接杆ab可以无摩擦地沿水平固定导轨滑行,导轨足够长,两导轨间宽度为L=1m,导轨电阻不计,电阻R1=1.5Ω,R2=3Ω,装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B=1T.杆从x轴原点O以水平初速度向右滑行,直到停止.已知杆在整个运动过程中v随位移x变化的关系如图乙所示.求:
(1)在杆的整个运动过程中,电流对电阻R1做的功,
(2)在杆的整个运动过程中,通过电阻R1的电量,
(3)要使R1产生1J的热量,杆需向右移动的距离及此时R1的功率.

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