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精英家教网有一足够长的光滑斜面,倾角为θ=arcsin0.25,在斜面上离斜面底端L=0.5m处有一质量m=500g的物体B,受到沿斜面向上恒力F=2N作用而由静止开始沿斜面向上运动,在斜面底端处,有一物体A与B同时出发以初速度V0沿斜面向上运动,求V0应为何值可使A在上升过程中两次与B处于同一高度.设A、B 运动中不发生碰撞,取g=10m/s2
分析:若使AB可以两次处于同一高度,要求A第一次与B处于同一高度的时的速度大于零即可
解答:解:A沿斜面向上做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律:aA=
mgsinθ
m
=gsinθ=2.5m/s2
B沿斜面做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律:aB=
F-mgsinθ
m
=1.5m/s2
假设两球第一次处于同一高度时A速度为0,则:
v02
2aA
-
1
2
aBt2=L
t=
v0
aA

解得:v0=2.5m/s
故,若使A第一次与B处于同一高度时速度大于0,则v0>2.5m/s.
答:V0>2.5m/s可使A在上升过程中两次与B处于同一高度.
点评:本题属于牛顿第二定律运动学公式综合应用的追及相遇问题,关键是找到临界条件.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在倾角为30°的足够长的光滑斜面上有一质量为m的物体,它受到沿斜面方向的力F的作用.力F可按图(a)、(b)、(c)、(d)所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是F与mg的比值,力沿斜面向上为正).
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已知此物体在t=0时速度为零,若用v1、v2、v3、v4依次表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率,则这四个速率中最大的是(  )
A、v1B、v2C、v3D、v4

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图1所示,在倾角为30°的足够长的光滑斜面上有一质量为m 的物体,它受到沿斜面方向的力F的作用.力F可按图2(a)、(b)、(c)、(d)所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是F与mg的比值,力沿斜面向上为正).已知此物体在t=0时速度为零,则下列说法中正确的是(  )
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图1-2-1所示,有一足够长的光滑斜面,倾角为θ=arcsin0.25,在斜面上离斜面底端l=0.5 m处有一质量m=500 g的物体B受到沿斜面向上的恒力F=2 N作用而由静止开始沿斜面向上运动,在斜面底端处,则有一物体A与B同时出发以初速度v0沿斜面向上运动,求v0应为何值可使A在上升过程中两次与B处于同一高度.设A、B运动中不发生碰撞,取g=10 m/s2.

图1-2-1

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如图,有一足够长的光滑斜面,倾角为θ=arcsin0.25,在斜面上离斜面底端l=0.5 m处有一质量m=500 g的物体B受到沿斜面向上的恒力F=2 N作用而由静止开始沿斜面向上运动.在斜面底端处,则有一物体A与B同时出发以初速度v0沿斜面向上运动,求v0应为何值可使A在上升过程中两次与B处于同一高度.设A、B运动中不发生碰撞,取g=10 m/s2.

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