11.如圖所示,一質(zhì)量為m小物體,在大小為F的水平恒力作用下,從光滑水平面上的A點(diǎn)由靜止出發(fā),運(yùn)動(dòng)到傾角為θ的光滑斜面后做減速運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn),水平面和斜面在B點(diǎn)平滑連接.
(1)求小物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的支持力N和加速度a的大。
(2)若水平面AB和斜面BC長(zhǎng)均為s,則從A到C的過程中恒力F做的總功為多少?

分析 (1)對(duì)小物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行受力分析,作出受力分析圖,根據(jù)正確分析法可明確支持力大小并求出合力,再根據(jù)牛頓第二定律即可求得加速度;
(2)分別對(duì)兩過程進(jìn)行分析,根據(jù)功的公式即可求得拉力所做的功.

解答 解:(1)小物體在斜面上的受力分析如圖所示,如圖建立直角坐標(biāo)系;物體沿x軸方向減速上升,合力沿斜面向下,由牛頓定律得:
mgsinθ-Fcosθ=ma
物體在y軸方向上受力平衡,合力為0,有:
N=Fsinθ+mgcosθ
由上述兩式得:a=$\frac{gsinθ-Fcosθ}{m}$
(2)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí),恒力F方向與位移方向夾角為0
恒力做功為:W1=Fs
物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),恒力F方向與位移方向夾角為θ
恒力做功為:W2=Fscosθ
由于功為標(biāo)量,恒力做的總功為:W=W1+W2=Fs+Fscosθ
答:(1)求小物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的支持力N為Fsinθ+mgcosθ和加速度a的大小為$\frac{gsinθ-Fcosθ}{m}$
(2)若水平面AB和斜面BC長(zhǎng)均為s,則從A到C的過程中恒力F做的總功為Fs+Fscosθ

點(diǎn)評(píng) 本題考查牛頓第二定律以及功的計(jì)算問題,要注意掌握受力分析的基本方法,學(xué)會(huì)正交分解法的應(yīng)用,同時(shí)注意明確本題中求解總功的方法,知道總功等于F分別在兩段過程中所做功的代數(shù)和.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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1.如圖所示,一質(zhì)量為m(可視為質(zhì)點(diǎn))的物塊以一定的初速度v0從斜面底端向上運(yùn)動(dòng),恰能滑行到斜面頂端.設(shè)物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)一定,斜面的高度h和底邊長(zhǎng)度x可獨(dú)立調(diào)節(jié)(斜邊長(zhǎng)隨之改變),下列說法正確的是(  )
A.若只增大m,物塊不能滑到斜面頂端
B.若只增大h,物塊不能滑到斜面頂端,但上滑最大高度一定增大
C.若只增大x,物塊不能滑到斜面頂端,但滑行水平距離一定增大
D.若再施加一個(gè)水平向右的恒力,物塊一定從斜面頂端滑出

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2.如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上方有一質(zhì)量為m、半徑為R的細(xì)導(dǎo)線做成的圓環(huán),圓環(huán)的圓心與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的上邊界昀距離為h.將圓環(huán)由靜止釋放,圓環(huán)剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間和完全進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間,速度均為vo已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,導(dǎo)體圓環(huán)的電阻為r,重力加速度為g,則下列說法正確的是( 。
A.圓環(huán)剛進(jìn)入磁場(chǎng)的瞬間,速度v=$\sqrt{2g(h-R)}$
B.圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,電阻產(chǎn)生的熱量為2mgR
C.圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)的過程中,通過導(dǎo)體橫截面的電荷量為$\frac{πB{R}^{2}}{r}$
D.圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)的過程做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)

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19.如圖,轟炸機(jī)沿水平方向勻速飛行,到達(dá)山坡底端正上方時(shí)釋放一顆炸彈,并垂直擊中山坡上的目標(biāo)A.已知A點(diǎn)高度為h,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,則轟炸機(jī)的飛行速度為( 。
A.$\frac{1}{2}$$\sqrt{gh}$B.$\frac{\sqrt{2gh}}{2}$C.$\sqrt{gh}$D.$\sqrt{2gh}$

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6.兩個(gè)物體從t=0時(shí)刻起先后開始做自由落體運(yùn)動(dòng),同時(shí)落地,則正確描述它們運(yùn)動(dòng)的v-t圖是( 。
A.B.C.D.

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16.如圖所示,導(dǎo)熱氣缸A與導(dǎo)熱氣缸B均固定于地面,由剛性桿連接的導(dǎo)熱活塞與兩氣缸間均無摩擦,兩活塞面積SA、SB的比值4:1,兩氣缸都不漏氣;初始狀態(tài)系統(tǒng)處于平衡,兩氣缸中氣體的長(zhǎng)度皆為L(zhǎng),溫度皆為t0=27℃,A中氣體壓強(qiáng)PA=$\frac{7}{8}$P0,P0是氣缸外的大氣壓強(qiáng);
(Ⅰ)求b中氣體的壓強(qiáng);
(Ⅱ)若使環(huán)境溫度緩慢升高,并且大氣壓保持不變,求在活塞移動(dòng)位移為$\frac{L}{2}$時(shí)環(huán)境溫度為多少攝氏度?

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3.下列現(xiàn)象中,屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是( 。
A.磁鐵吸引小磁針
B.通電線圈在磁場(chǎng)中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)
C.小磁針在通電導(dǎo)線附近發(fā)生偏轉(zhuǎn)
D.閉合線圈的一部分在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電流

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20.如圖,甲、乙兩個(gè)平板分別固定在兩個(gè)鐵架臺(tái)上構(gòu)成斜面,兩斜面的外形完全相同,均與地面成θ角,甲板的材質(zhì)為銅,而乙板的材質(zhì)為木.現(xiàn)將一小塊釹磁鐵(一種強(qiáng)磁鐵)分別從兩個(gè)裝置頂端由靜止釋放,并分別測(cè)出其落到地面的時(shí)間為t和t,發(fā)現(xiàn)t明顯大于t.已知兩種裝置與磁鐵的動(dòng)摩擦因數(shù)相同均為u,鐵架臺(tái)的影響可以忽略不計(jì).根據(jù)以上材料可以判斷,下列說法中不正確的是( 。
A.磁鐵下滑過程中甲裝置發(fā)生了電磁感應(yīng)現(xiàn)象而乙沒有發(fā)生
B.磁鐵從甲裝置下滑時(shí)不是勻變速運(yùn)動(dòng)而從乙裝置下滑時(shí)是勻變速運(yùn)動(dòng)
C.磁鐵下滑過程中,甲裝置中產(chǎn)生的熱量多于乙裝置產(chǎn)生的熱量
D.改變甲、乙裝置與地面夾角,當(dāng)θ=90°時(shí),將可觀察到t=t

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10.質(zhì)量m=0.02kg的子彈以v0=300m/s速度射入質(zhì)量為M=2kg的靜止在光滑的水平桌面的木塊,子彈穿出木塊的速度v=100m/s,求:
(1)子彈射出木塊時(shí)木塊的速度;
(2)若子彈射穿木塊的時(shí)間為△t=0.02s,子彈對(duì)木塊的平均作用力F大小為多少?

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