题目
题型:不详难度:来源:
⑴小球到达杆底时重力对它做功的功率;
⑵小球与轻杆之间的动摩擦因数μ;
⑶若在竖直平面内对小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力F,小球从静止释放后,将以大小为1m/s2的加速度向下运动,则恒力F大小为多大?
答案
解析
试题分析:⑴根据题意可知,小球在整个运动过程中受重力mg、杆的弹力N1和摩擦力f1作用,做匀加速直线运动,重力做的功为:WG=mgLsinθ
在整个过程中重力对它做功的平均功率为:=mgsinθ
因此小球到达杆底时重力对它做功的功率为:PG=mgvsinθ
根据匀变速直线运动规律可知:=
联立以上各式解得:PG==24W
⑵根据匀变速直线运动规律可知,小球在下滑过程中的加速度为:a1=
根据牛顿第二定律有:mgsinθ-f1=ma1
在垂直杆方向上有:N1-mgcosθ=0
根据滑动摩擦定律有:f1=μN1
联立以上各式解得:μ=tanθ-=0.5
⑶对小球,此时受重力mg、恒力F、杆的弹力N2和滑动摩擦力f2作用,若恒力F垂直于杆向下,则根据牛顿第二定律可知,在垂直于杆方向上有:N2-F-mgcosθ=0
在沿杆向下方向上有:mgsinθ-f2=ma2
根据滑动摩擦定律有:f2=μN2
联立以上三式解得:F=-mgcosθ=4N
若恒力F垂直于杆向上,由于a2=1m/s2<a1==2m/s2,因此,施加恒力F后,小球所受的摩擦力变大,杆对小球的弹力变大,即N2>N1=mgcosθ
所以此时杆对小球的弹力应垂直于杆向下,在垂直于杆方向上有:F-mgcosθ-N2=0
联立以上各式解得:F=+mgcosθ=36N
核心考点
试题【(14分)如图所示,质量为m=2kg的小球穿在长L=1m的轻杆顶部,轻杆与水平方向成θ=37°的夹角,将小球由静止释放,1s后小球恰好到达轻杆底端,取g=10m】;主要考察你对匀变速直线运动等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.加速度越来越小 |
B.加速度总是与物体的运动方向相反 |
C.位移随时间均匀变化 |
D.速度随时间均匀变化 |
A.1∶4 | B.3∶5 | C.3∶4 | D.5∶9 |
(1)火车在第3 s末的速度大小是多少?
(2)火车在5s内的位移大小是多少?
(1)若传送带顺时针转动,物体由A滑到B的时间?(2)若传送带逆时针转动,物体由A滑到B的时间?
(1)小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间;
(2)小球放上P点后,木箱向右运动的最大位移;
(3)小球离开木箱时木箱的速度.
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