高中物理题求解答,题目如下图,解答题要有详细过程~!!

2024-12-01 14:04:04
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回答1:

解:(1)简单:设滑块在盒子里运动的路程为s,由题意可知滑块由速度v0变成停止完全是由摩擦力做功而损失的,由动能定理或能量守恒定律有:μmgs=(1/2)mv0^2,解得s=v0^2/(2μg)
第一幢滑块支运动了L/2路程,设碰撞次数为n,则有:L/2+(n-1)*L=s=v0^2/(2μg)
解得:n=v0^2/(2μLg)+1/2
(2)难度一般:①对当球在最高点时进行受力分析可得:tgθ=mg/F=(自己带入)=3,其中θ为拉线与水平面的夹角。所以通过图形可以算的所求高度为:h=1-1*sinθ=1-3/√10.
②当撤去力F后球摆置最低点时的速度设为v,由动能定理有:mgh=(1/2)mv^2,解得:v^2=2gh。
设最低点时拉力为F',F’即为此时的向心力,有:F'=mv^2/R=2mgh/R=60-18/√10.
------->花间结果还可以有别的表达方式,自己可以化成别的根号表示方式。
(3)主要考察对函数图像结合力学原理的综合应用:
① H为0时,滑块对C点的压力等于滑块的重力,所以mg=5 ---->解得m=0.5千克。
②图像为什么有个折点?这是因为当H=0.2时,滑块刚好在D处!这就是滑块在D点有速度和没速度时滑块对C点压力一个不同的变化率点!折线PQ说明滑块放置的位置在弧形DC段,折线QI说明滑块放置的位置在直线AD段。
所以当H=0.2时,FN=7牛,此时当球在D点时的速度等于0,类似单摆问题,有:FN=mv^2/R
又有动能定理:mgH=(1/2)mv^2.
上两式中v是滑块在C点时的速度。
联立上两式 解得:FN=2mgH/R =====>R=2mgH/FN=2*0.5*10*0.2/7=2/7米
有几何关系有:cosθ=(2/7-0.2)/(2/7)=3/10 ====>θ=arcsos(3/10)。
③有前面的推理知当H>0.2时滑块才会经过AD段,易得QI段的直线方程为:FN=6H+5.8。
设斜面AD与竖直面的夹角为α,由几何关系可以推得α+θ=π/2. (如有疑问欢迎追问。)
所以设A点到地面的垂直距离为H的话,
那么AD的长度L=(H-0.2)/cosα=(H-0.2)/sinθ=10*(H-0.2)/√91. ---(1)
对ADC整段的滑块用动能定理有:mgH-fL=(1/2)mv^2 (2) 其中,v为滑块到C点时的速度,f为对滑块的摩擦力。
对滑块在A点受力分析并设动摩擦因数为μ,则有f=μmgsinα=μmgcosθ. -----(3)
将前面三式联立可得到:gH-3μg(H-0.2)/√91=(1/2)v^2 -----(4)
又有向心力公式:FN=mv^2/R=7(v^2)/4 (单位为牛) ----(5)
最后联立(4)(5)可得:gH-3μg(H-0.2)/√91=(2/7)FN ------(这就是前面推出来的总公式!)
再利用QI段函数,随便取一点,如取H=0.5,则FN=6H+5.8=8.8牛
带入最后的总公式可解得动摩擦因数μ=87√91/315.

最后这道题数据比较复杂,不知道有没有算错。。。
运用到的知识有:动能定理、向心力公式、摩擦力计算方法等,还有函数图象的理解。整个过程综合性相当强,最终结果不知道有没有问题,但是过程希望可以帮助到你!

回答2:

(1)设物体移动的距离为x
则有umgx=1/2mv^2
算出x=v^2/2ug
因为物体是在中间位置移动的
所以物体碰撞的次数n=x/2L=v^2/4lug
(2)