高中 | 斜面问题 题目答案及解析

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必修1

第四章 牛顿运动定律

4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)

斜面问题

如图所示,小球从平台上抛出,正好落在临近平台的一倾角为$\alpha=53^\circ$的光滑斜面上,且速度方向恰好沿斜面,并沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差$h=0.8\;\rm m$,重力加速度$g$$10\;\rm m/s^{2}$$\sin53^\circ=0.8$$\cos53^\circ=0.6$,求

小球经多少时间到达斜面顶端?

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$0.4\\;\\rm s$

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小球从平台抛出后,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,则$h=\dfrac{1}{2}g{t_{1}}^{2}$$v_{y}=gt_{1}$,根据已知条件结合速度的合成与分解得$\tan53{^\circ}= \dfrac{v_{y}}{v_{0}}$,代入数值解得$v_{0}=3\;\rm m/s$$t_{1}=0.4\;\rm s$

小球水平抛出的初速度$v_{0}$是多少?

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$3\\;\\rm m/s$

"]]

$(1)$得,$v_{0}=3\;\rm m/s$

斜面顶端与平台边缘的水平距离$s$多大?

[["

$1.2\\;\\rm m$

"]]

斜面顶端与平台边缘的水平距离为$s=v_{0}t_{1}=1.2\;\rm m$

小球到达斜面顶端时速度多大?

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$5\\;\\rm m/s$

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小球落到斜面顶端的速度为$v_{1}$,根据速度的合成与分解得$\cos 53^{\circ}= \dfrac{v_{0}}{v_{1}}$,解得$v_{1}=5\;\rm m/s$

若斜面顶端高$H=20.8\;\rm m$,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端。

[["

$2.4\\;\\rm s$

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小球在光滑斜面上根据牛顿第二定律$ma=mg\sin53^\circ $,得$a=g\sin53^\circ $

小球在斜面上的运动过程中满足$\dfrac{H}{\sin 53^{\circ}}=v_{1}t_{2}+\dfrac{1}{2}at_{2}^{2}$

故小球离开平台后到达斜面底端的时间为$t=t_{1}+t_{2}$,解得$t=2.4\;\rm s$

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如图所示,质量为的物体在沿斜面的恒力作用下从底端沿斜面向上匀速运动到顶端,斜面高,倾斜角为。现撤去力,将物体放在斜面顶端,发现物体在轻微扰动后可匀速下滑,重力加速度大小为。则在物体上升过程中,恒力做的功为 如图甲所示,倾角为的光滑斜面固定在水平地面上,细线一端与可看成质点的质量为的小球相连,另一端穿入小孔与力传感器(位于斜面体内部)连接,传感器可实时记录细线拉力大小及扫过的角度。初始时,细线水平,小球位于小孔的右侧,现敲击小球,使小球获得一平行于斜面向上的初速度,测得细线拉力的大小随细线扫过角度的变化图像如图乙所示,图中已知,小球到点距离为,重力加速度为,则下列说法正确的是 如图所示,将质量为的小球从倾角的光滑斜面上点以速度水平抛出(即),小球运动到点,已知间的高度,重力加速度取,则小球从点运动到点所用的时间和到达点时的速度大小分别为 如图()所示为一款滑杆运输装置自动回拉系统,滑杆与水平面的夹角为,滑杆上套着一质量的小球(可视为质点)。某次测试中,该系统向小球提供沿滑杆方向的外力,小球从点静止出发,规定沿滑杆向上为的正方向,随小球与点间距离的变化关系如图()所示,小球所受摩擦力可忽略不计,取,则小球 如图,静止在光滑水平面上的斜面体,质量为,倾角为。其斜面上有一静止的滑块,质量为,两者之间的动摩擦因数为,滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,重力加速度为,现给斜面体施加水平向右的力使斜面体加速运动,下列说法正确的是 如图所示,在倾角为的斜面体顶端用轻质细绳平行斜面系一质量为的光滑小球,现对斜面体施加一个力,在水平拉力的作用下,斜面体从静止开始向左加速运动。加速过程中,下列说法正确的是
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