综合题12.0分
物理

如图(a)所示,“ ”型木块放在光滑水平地面上,木块的水平表面AB粗糙,与水平面夹角θ=37°的表面BC光滑。木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当力传感器受压时,其示数为正值;当力传感器被拉时,其示数为负值。一个可视为质点的滑块从C点由静止开始下滑,运动过程中,传感器记录到的力和时间的关系如图(b)所示。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2。)

27. 求:斜面BC的长度L

28.滑块的质量m

29.滑块经过A点时速度的大小vA

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

斜面BC的长度L为3m

解析

分析滑块受力,由牛顿第二定律得:

得:a1gsinq=6m/s2

通过图像可知滑块在斜面上运动时间为:t1=1s

由运动学公式得:La1t12=3m

L=3m     

考查方向

本题主要考查了牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系。   

解题思路

当滑块沿斜面BC向下运动时,滑块对斜面有斜向右下方的压力,则力传感器受到压力。由图读出滑块运动的时间为t=1s,由牛顿第二定律求出滑块的加速度,即可由位移公式求解斜面BC的长度。

易错点

本题要读懂F-t图象,分析滑块的受力情况和运动情况,关键要抓住木板对传感器的压力与滑块对斜面BC压力的关系。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

滑块的质量m为2.5kg

解析

滑块对斜面的压力为:N1′=mgcosq

木板对传感器的压力为:F1N1′sinq

由图像可知:F1=12N

解得:m=2.5kg

考查方向

本题主要考查了牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系。   

解题思路

滑块对斜面的压力为N1′=mgcosθ,木板对传感器的压力为:F1=N1′sinθ,由图读出F1,即可求得滑块的质量。

易错点

本题要读懂F-t图象,分析滑块的受力情况和运动情况,关键要抓住木板对传感器的压力与滑块对斜面BC压力的关系.

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

滑块经过A点时速度的大小vA=2m/s

解析

滑块滑到B点的速度为:v1a1t1=6m/s,由图像可知:f1=5N,t2=2s,a2f/m=2m/s2 vA=v0a2tvA=2m/s

考查方向

本题主要考查了牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系。   

解题思路

求出滑块滑到B点的速度,根据牛顿第二定律求出加速度,根据运动学基本公式求出A点速度。

易错点

本题要读懂F-t图象,分析滑块的受力情况和运动情况,关键要抓住木板对传感器的压力与滑块对斜面BC压力的关系。