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問(wèn)題:一質(zhì)量為m的物塊以初速度v0自A點(diǎn)開(kāi)始在粗糙的水平面上做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),其位移隨時(shí)間的變化關(guān)系為x = 2t - t^2(SI),求:
1. 物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
2. 若物體在A點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力為靜摩擦力,求A點(diǎn)距離B點(diǎn)的距離;
3. 若物體在A點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,求物體在B點(diǎn)時(shí)的加速度大小。
解答:
1. 由位移隨時(shí)間的變化關(guān)系x = 2t - t^2可知,物體的加速度大小為a = -2m/s^2,方向與初速度方向相反。根據(jù)牛頓第二定律可得:μmg = ma,解得μ = 0.2
2. 當(dāng)物體受到的摩擦力為靜摩擦力時(shí),物體在A點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力為最大靜摩擦力,設(shè)最大靜摩擦力為fmax,則有fmax = μmg = 0.2mg
根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間關(guān)系有:x = v0t - 1/2at^2,代入數(shù)據(jù)解得:x = 4m
3. 當(dāng)物體受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力時(shí),物體在B點(diǎn)的加速度大小為a' = f/m = μg = 2m/s^2
分析:本題主要考查了勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用和牛頓第二定律的應(yīng)用。解題的關(guān)鍵是根據(jù)位移隨時(shí)間的變化關(guān)系判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì),再根據(jù)牛頓第二定律求解加速度和摩擦力。
注意區(qū)分兩種摩擦力的不同,滑動(dòng)摩擦力是相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的,而靜摩擦力是相對(duì)靜止引起的。同時(shí)要注意題目中給出的條件和數(shù)據(jù)的有效利用。