如图所示,物体A质量mA=10kg,A的初速度V0=12m/s,方向沿斜面向下,已知斜面足够长,B离地面足够高,A、B均可看成质点,绳子的质量不计且始终绷紧,g=10m/s2,sin37°=0.6,

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,物体A质量mA=10kg,A的初速度V0=12m/s,方向沿斜面向下,已知斜面足够长,B离地面足够高,A、B均可看成质点,绳子的质量不计且始终绷紧,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8(要求一定要作出受力分析图)
(1)若A与斜面间无摩擦,A、B均作匀速直线运动,求物体B的质量mB
(2)若物体A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,将B换成质量为mB′=20kg的物体,求物体A开始运动时的加速度大小?物体A在5s内通过的路程?

◎ 答案

(1)当A、B作匀速运动,
对B:T=mBg
对A:mAgsin37°=T′
依牛顿第三定律T=T’
由以上各式可得:mB=6kg
(2)当B换成质量为mB′=20kg时
由于:mBg+μmAgcos37°>mAgsin37°,所以开始运动时,A沿斜面向下作匀减速直线运动,B向上作匀减速直线运动.
对A:F=ma有:
T+μFN-mAgsin37°=mAa1
FN=mAgcos37°
对B:mB′g-T′=mBa1
依牛顿第三定律T=T′
由以上各式可得:a1=6m/s2
从开始运动至停止时间:t1=
0-v0
-a1
=2s

0-2s内路程:s1=
1
2
a1t12
=12m
停止时:由于mB′g>mAgsin37°+μmAgcos37°,所以接下来A沿斜面向上作匀加速直线运动,B向下作匀加速直线运动
对B:mB′g-T′=mBa2
对A:F=ma有:
T-μFN-mAgsin37°=mAa2
FN=mAgcos37°
由以上各式可得a2=
10
3
m/s2

t2=t-t1=(5-2)s=3s
2-5s内路程:s2=
1
2
a2t22
=15m
5s内总路程:s=s1+s2=27m
答:(1)物体B的质量为6kg;
(2)物体A开始运动时的加速度为
10
3
m/s2
,物体A在5s内通过的路程为27m.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,物体A质量mA=10kg,A的初速度V0=12m/s,方向沿斜面向下,已知斜面足够长,B离地面足够高,A、B均可看成质点,绳子的质量不计且始终绷紧,g=10m/s2,sin37°=0.6,…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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