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高考物理:斜面上物體的動力學問題

一木塊在傾角為37°的斜面上,g=10m/s2。

1、若斜面光滑,求木塊下滑時加速度的大??;

2、若斜面粗糙,木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2,則當木塊以某一初速度下滑時,其加速度的大小為多少;

3、若斜面粗糙,木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2,則當木塊以某一初速度上滑時,其加速度的大小為多少;

4、若斜面粗糙,木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2,木塊質(zhì)量為3kg,木塊受到沿斜面向上的、大小為25.8N的推力作用,則木塊由靜止開始運動的加速度大小為多少;

5、其他條件同上問,若木塊受到沿斜面向上的、大小為4.2N的推力作用,則木塊由靜止開始運動的加速度大小為多少。

分析:這是一道關于斜面上物體運動的問題。在這類題中要特別注意摩擦力的方向,必要時必須通過一定的運算去確定。做第(2)問時可以進行討論:設斜面傾角為 

,當
時,物體沿斜面勻速下滑;當
時,物體沿斜面減速下滑;當
時,物體沿斜面加速下滑。

解答:1、對木塊進行受力分析如(圖1)所示。

圖1

進行正交分解后,依據(jù)牛頓第二定律可得:

m/s2

2、對木塊進行受力分析如(圖2)所示。

圖2

進行正交分解后,依據(jù)牛頓第二定律可得:

3、對木塊進行受力分析如(圖3)所示。

圖3

進行正交分解后,依據(jù)牛頓第二定律可得:

4、對木塊進行受力分析如(圖4)所示。進行正交分解后,首先判斷摩擦力和加速度的方向:

圖4

(N)< 

∴摩擦力的方向沿斜面向下,加速度的方向沿斜面向上.

=1m/s2

5、對木塊進行受力分析如(圖5)所示。進行正交分解后,首先判斷摩擦力和加速度的方向:

 

(N)> 

∴摩擦力的方向沿斜面向上,加速度的方向沿斜面向下。

m/s2

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