精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
(2012?郑州模拟)2011年3月11日,日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失.灾后某中学的部分学生组成了一个课题小组,对海啸的威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型:如图甲在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移x变化的图象如图乙所示,已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s2
(1)运动过程中物体的最大加速度为多少?
(2)在距出发点什么位置时物体的速度达到最大?
(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少?
分析:根据牛顿第二定律,当物体的合力最大时,其加速度最大.由图读出推力的最大值即可求出最大加速度.分析物体的运动情况:物体先加速运动,当合力为零为后做减速运动.速度最大时推力就能得到,再由图读出位移.由动能定理可求出最大位移.
解答:解:(1)由牛顿第二定律,得F-μmg=ma,
      当推力F=100N时,物体所受的合力最大,加速度最大
                    代入解得解得a=
F
m
-μg=20m/s2
   (2)由图象可得推力随位移x是变化的,当推力等于摩擦力时,加速度为0,速度最大
         则F=μmg=20N
               由图得到F与x的函数关系式F=100-25x
       则得到x=3.2m
        (3)由图象得到推力对物体做功等于“面积”,得推力做功W=200J
    根据动能定理W-μmgxm=0
      代入数据得xm=10m
答:(1)运动过程中物体的最大加速度为20m/s2
    (2)在距出发点3.2m处时物体的速度达到最大
    (3)物体在水平面上运动的最大位移是10m.
点评:本题有两个难点:一是分析物体的运动过程,得出速度最大的条件;二是能理解图象的物理意义,“面积”等于推力做功,是这题解题的关键.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?郑州模拟)一个质量为2kg的物体,在六个恒定的共点力作用下处于平衡状态、现同时撤去大小分别为15N和20N的两个力,关于此后该物体运动的说法中正确的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?郑州模拟)某同学利用如图所示的装置探究共点力合成的规律,图中GE是橡皮条,甲图表示用两个互成角度的拉力牵拉橡皮条,乙图表示用一个拉力牵拉橡皮条,下列说法正确的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?郑州模拟)滑板运动是青少年喜爱的一项活动.如图所示,滑板运动员以某一初速度从A点水平离开h=0.8m高的平台,运动员(连同滑板)恰好能无碰撞的从B点沿圆弧切线进入竖直光滑圆弧轨道,然后经C点沿固定斜面向上运动至最高点D.圆弧轨道的半径为1m,B、C为圆弧的两端点,其连线水平,圆弧对应圆心角θ=106°,斜面与圆弧相切于C点.已知滑板与斜面问的动摩擦因数为μ=
13
,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力,运动员(连同滑板)质量为50kg,可视为质点.试求:
(1)运动员(连同滑板)离开平台时的初速度v0
(2)运动员(连同滑板)通过圆弧轨道最底点对轨道的压力;
(3)运动员(连同滑板)在斜面上滑行的最大距离.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?郑州模拟)如图所示,物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A、B的质量分别为m、2m.开始时细绳伸直,用手托着物体A使弹簧处于原长,且A与地面的距离为h,物体B静止在地面上.放手后物体A下落,与地面即将接触时速度为v,此时物体B对地面恰好无压力.若在物体A下落的过程中.弹簧始终处在弹性限度内,则A接触地面前的瞬间(  )

查看答案和解析>>

同步练习册答案