精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
一根弹性细绳劲度系数为K,将其一端固定,另一端穿过一光滑小孔O系住一质量为m的滑块,滑块放在水平地面上.当细绳竖直时,小孔O到悬点的距离恰为弹性细绳原长,小孔O到正下方水平地面上P点的距离为h(h<滑块与水平地面间的动摩擦因数为u,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹性细绳始终在其弹性限度内.
求:
(1)当滑块置于水平面能保持静止时,滑块到P点的最远距离;
(2)如果滑块从P点向右匀速运动,就需给滑块一水平向右的力F,力F与时间t的关系为如图所示的直线,已知图线的斜率为b.根据图线求滑块匀速运动的速度;
(3)若在上述匀速运动的过程中,滑块从P点向右运动了S的距离,求拉力F所做的功.

【答案】分析:(1)当滑块置于水平面能保持静止离P点最远时,静摩擦力恰好达到最大值,根据平衡条件和胡克定律列式求出滑块到P点的最远距离.
(2)根据平衡条件和位移公式得到力F与时间t的关系图象,由数学知识求出滑块匀速运动的速度.
(3)由平衡条件得到力F与位移S的图象,图线所围成的面积即为外力F所做的功,由几何知识求解拉力F所做的功.
解答:解:(1)设滑块离P点最远时,弹性绳伸长x,弹性绳与水平面夹角为θ,滑块到P点的最远距离为L,受力如图所示,
  kxcosθ=μN…①
  N+kxsinθ=mg…②
又h=xsinθ…③
  L=xcosθ…④
由①②③④解得:
L=
(2)滑块向右匀速运动时,受力如图所示,
 F=kxcosθ+μN…⑤
 N+kxsinθ=mg…⑥
又vt=xcosθ…⑦
由③⑤⑥⑦解得:
F=kvt+μ(mg-kh)
结合F与时间t的关系图线,可得:
kv=b
∴v= 
(3)设滑块匀速移动的位移为S,有:
s=vt…⑧
由⑤⑥⑧得:F=ks+μ(mg-kh)
由此作出F-S的关系图线,则图线所围成的面积即为外力F所做的功:
W=
答:
(1)当滑块置于水平面能保持静止时,滑块到P点的最远距离是;
(2)根据图线求滑块匀速运动的速度是;
(3)在上述匀速运动的过程中,滑块从P点向右运动了S的距离,拉力F所做的功是.
点评:本题的难点是根据平衡条件和位移公式得到F与t解析式及F与s的表达式,作出图象,抓住图象的数学意义进行分析.第3问题,也可以根据能量转化和守恒定律这样列方程求解:
W=k-+μ(mg-kh)s=
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

一根弹性细绳劲度系数为k,将其一端固定,另一端穿过一光滑小孔O系住一质量为m的小滑块,滑块放在水平地面上.当细绳竖直时,小孔O到悬点的距离恰为弹性细绳原长,小孔O到正下方水平地面上 P点的距离为h(h<
mgk
)滑块与水平地面间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹性细绳始终在其弹性限度内.求:当滑块置于水平面能保持静止时,滑块到P点的最远距离.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?泰州一模)一根弹性细绳劲度系数为K,将其一端固定,另一端穿过一光滑小孔O系住一质量为m的滑块,滑块放在水平地面上.当细绳竖直时,小孔O到悬点的距离恰为弹性细绳原长,小孔O到正下方水平地面上P点的距离为h(h<
mgk
滑块与水平地面间的动摩擦因数为u,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹性细绳始终在其弹性限度内.
求:
(1)当滑块置于水平面能保持静止时,滑块到P点的最远距离;
(2)如果滑块从P点向右匀速运动,就需给滑块一水平向右的力F,力F与时间t的关系为如图所示的直线,已知图线的斜率为b.根据图线求滑块匀速运动的速度;
(3)若在上述匀速运动的过程中,滑块从P点向右运动了S的距离,求拉力F所做的功.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

(2013云南玉溪一中质检)一根弹性细绳劲度系数为k,将其一端固定,另一端穿过一光滑小孔O系住一质量为m的小滑块,滑块放在水平地面上。当细绳竖直时,小孔O到悬点的距离恰为弹性细绳原长,小孔O到正下方水平地面上 P点的距离为h(h<)滑块与水平地面间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹性细绳始终在其弹性限度内。求:当滑块置于水平面能保持静止时,滑块到P点的最远距离。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2010-2011学年江苏省泰州市高三第一次模拟考试物理卷 题型:计算题

(1 6分)一根弹性细绳劲度系数为K,将其一端固定,另一端穿过一光滑小孔O系住一质量为m的滑块,滑块放在水平地面上。当细绳竖直时,小孔O到悬点的距离恰为弹性细绳原长,小孔O到正下方水平地面上 P点的距离为h(h<mg/k滑块与水平地面间的动摩擦因数为u,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹性细绳始终在其弹性限度内。求:

(1)当滑块置于水平面能保持静止时,滑块到P点的最远距离;

(2)如果滑块从P点向右匀速运动,就需给滑块一水平向右的力F,力F与时间t的关系为如图所示的直线,已知图线的斜率为b。根据图线求滑块匀速运动的速度;

(3)若在上述匀速运动的过程中,滑块从P点向右运动了S的距离,求拉力F所做的功。

 

查看答案和解析>>

同步练习册答案