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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

时间:2023-12-21 08:01:56

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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

问题补充:

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

A.上述四种受力情况下,物体在3?s末的速度,图(c)最大B.上述四种受力情况下,物体在3?s末的速度,图(b)与图(d)相同C.上述四种受力情况下,物体在3?s末的位移,图(a)最大D.上述四种受力情况下,物体在3?s内的平均速度,图(b)与图(d)相同

答案:

C

解析分析:对物体受力分析,根据拉力大小判断物体运动状态,由牛顿第二定律与运动学公式分析答题.

解答:物体受到重力、支持力与拉力作用,物体所受到的合力等于拉力F与重力平行于斜面向下的分力mgsin30°=0.5mg;

如图(a)所示,在前两秒内,F=0.5mg,方向向下,物体受到的合力为mg,方向向下,物体向下做加速度为g的匀加速运动,

在第3s内,物体受到的合力为零,物体做匀速直线运动,则3s末物体速度v=2g,位移s=g×22+2g×1=4g;

如图(b)所示,0~1s,物体所受合力为零,物体静止,在1s~2s内,物体向下做匀加速运动,

s加速度为0.5g,在2s~3s内,物体向下做匀加速运动,加速度为g,3s末物体速度v=0.5g×1+0.5g×1+g×1=2g,位移为v=1.25g;

如图(c)所示,物体在0~1s内向下做匀加速运动a=0.5g,在1~3s内,向下做匀加速运动加速度为g,3s末速度v=3g,位移s=3.25g;

如图(d)所示,物体在0~2s内向下做匀加速直线运动,加速度为g,在2~3s内,向下做匀减速运动,加速度为0.5g,3s末速度v=3.5g,位移s=3.75g;

故C正确;

故选C.

点评:对物体正确受力分析、应用牛顿第二定律、匀变速运动的速度公式与位移公式即可正确解题,4种情况,需要进行多次分析,增加的试题的难度.

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(

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