高一物理必修1斜面模型每日一题
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约24410字。
10月16日斜面模型
考纲要求:Ⅱ 难易程度:★★★☆☆
如图所示,木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变,当θ=30°时,可视为质点的小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以v0的速度沿木板向上运动,随着θ的改变,小木块沿木板向上滑行的最大距离将发生变化。已知重力加速度为g。
(1)求小木块与木板间的动摩擦因数。
(2)当θ=60°时,小木块沿木板向上滑行的最大距离。
(3)当θ=60°时,小木块由底端沿木板向上滑行再回到原出发点所用的时间。
【参考答案】(1)(2)(3)
【试题解析】(1)当θ=30°时,对木块受力分析有mgsin θ=μFN,FN=mgcos θ
联立解得μ=tan θ=tan 30°=
(2)当小木块向上运动时,小木块的加速度a1=gsin θ+μgcos θ,小木块的位移x=
θ=60°,得x=
(3)当小木块向上运动时,小木块的加速度a1= g,上滑时间t1= =
当小木块向下运动时,小木块的加速度为a2=gsin θ–μgcos θ= g,下滑时间t2= =
故t=t1+t2=
【解题技巧】(1)若斜面倾角为θ,物体在粗糙斜面上能由静止下滑的条件是μ<tan θ;若μ≥tan θ,物体速度减为零时将静止在斜面上。(临界条件为mgsin θ=μmgcos θ,化简为μ=tan θ)
(2)斜面上的物体受到重力外,沿竖直方向的作用力。可以将该力与重力合成,等效为在一个新的重力G'=mg+F作用下运动,质量变为m'=m+ ,重力加速度变为g'=g+ 。(注意F的正负,此处取竖直向下为正方向)
如图,表面处处同样粗糙的楔形木块abc固定在水平地面上,ab面和bc面与地面的夹角分别为α和β,且α>β。一初速度为v0的小物块沿斜面ab向上运动,经时间t0后到达顶点b时,速度刚好为零;然后让小物块立即由静止开始沿斜面bc下滑。在小物块从a运动到c的过程中,描述其速度大小v与时间t的关系的图象可能是
一个质量为m=2 kg的滑块在倾角为θ=37°的固定斜面上,受到一个大小为40 N的水平推力F 作用,以v0=10 m/s的速度沿斜面匀速上滑。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2)
(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数。
(2)若滑块运动到A点时立即撤去推力F,求这以后滑块再返回A点经过的时间。
如图①所示,“”形木块放在光滑水平地面上,木块的水平表面AB粗糙,与水平面夹角为θ=37°的表面BC光滑。木块右侧与竖直墙壁紧靠在一起,一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑,滑块在CBA运动过程,滑块的速度和时间的关系如图2所示。滑块经过B点时速率不变。(已知重力加速度g = 10 m/s2,sin 37°= 0.6,cos 37°= 0.8)
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