高一物理斜面問題

2021-08-16 12:35:33 字數 3004 閱讀 5300

1樓:

設物體從靜止開始下滑,在頂端具有重力勢能ep,在底端具有動能ek,摩擦力作功為wf,斜面摩擦係數均相同。可得基本式子:

ek=ep-wf ……(1)

mgsinθ-µmgcosθ=ma

a=g(sinθ-µcosθ) ……(2)

一、關於速度大小的問題

1、當水平位移相同時:

豎直位移h越大,斜面l與底邊sx的夾角θ越大,ep=mgh越大,wf=µmglcosθ=µmgs不變,

ep-wf 越大,由(1)知,ek越大。若斜面光滑,(1)變為ek=ep,結論相同。

故得結論一:

當水平位移相同時,隨著高度和斜面傾角的增大,物體下滑到斜面底端的動能也增大,故速度也增大。反之減小。

2、當豎直位移相同時:

水平位移s越小,斜面l與底邊s的夾角θ越大,ep=mgh不變,wf=µmglcosθ=µmgs變小,

ep-wf 增大,由(1)知,ek增大。若斜面光滑,(1)變為ek=ep,與斜面傾角和水平位移無關。

故得結論二:

當豎直位移相同時,若斜面不光滑,隨著斜面傾角的增大,物體下滑到斜面底端的動能也增大,故速度也增大。反之減小。若斜面光滑,物體下滑到不同傾角的斜面底端速度大小相等。

綜合結論:只有當豎直位移相同斜面光滑,物體下滑到不同傾角的斜面底端速度大小相等。其它情況,速度都會隨斜面傾角的增大(減小)而增大(減小)。

二、關於時間的問題

1、斜面光滑的情況:

當斜面光滑,斜面高不變時,v=√(2gh),a=gsinθ,t=v/a。可見,θ增大,h不變,a增大,v不變,t減小。即:

隨著斜面傾角的增大(減小),物體下滑到底端的時間減小(增大)。

當斜面光滑,斜面底邊長度不變時,

設底邊10m不變,高度依次為:h1=5m,h2=10m,h3=20m,有:

v1=√(2gh1)=√(2×10×5)=10(m/s),a1=gsinθ=10×5/√(10²+5²)≈4.47(m/s)

t1=v1/a1=10/4.47≈2.24(s)

v2=√(2gh2)=√(2×10×10)=10√2(m/s),a2=gsinθ2=10×10/√(10²+10²)=10/√2(m/s)

t2=v2/a2=2(s)

v3=√(2gh3)=√(2×10×20)=20(m/s),a3=gsinθ3=10×20/√(10²+20²)≈8.94(m/s)

t3=v3/a3=20/8.94≈2.24(s)

比較t1、t2、t3可知:隨著高度和斜面傾角的增大(減小),下滑時間先減小,後增大。

2、斜面不光滑的情況:

當斜面不光滑時,把ek=1/2 mv²,ep=mgh,wf=µmglcosθ=µmgs代入(1)式可得:

v²=2g(h-µs) ,

v =√[2g(h-µs)] ……(3)

當斜面不光滑,高度不變,底長和斜面傾角變化時:

設底邊h=10m不變,高度依次為:s1=5m,s2=10m,s3=50m,µ=0.1,將它們代入(2)和(3)求得a1、a2、a3和v1、v2、v3,則可求得:

t1=1.62s,t2=2.11s,t3=10.

2s,t1t2

(注意:sinθ=h/√(h²+s²),cosθ=s/√(h²+s²))

綜合結論:無論斜面是否光滑,1、斜面高不變時,隨著斜面傾角的增大(減小),物體下滑到底端的時間減小(增大)。2、底長度不變時,隨著高度和斜面傾角的增大(減小),下滑時間先減小,後增大。

2樓:粘子萇朝旭

以球心為原點、豎直方向為y軸、水平方向為x軸,建立正交座標系,分析受力情況,由∑fx=0和∑fy=0,得:

fsinα-

fnsin30°=0

fcosα+fncos30°-g=0

代入數值,解得:

α=30°

fn=500n.

3樓:江上_漁者

這種題在高中裡頭一般不用考慮摩擦問題(當然也不絕對),主要考查的是角度與受力情況以及由此對速度的影響問題。圖二:設高度h,水平位移s,重力加速度g,豎直方向速度為u,斜面速度v,水平角度為ρ,則h=1/2gt^2, u=gt解得t=(2h/g)^1/2,u=g*(2h/g)^1/2,速度為向量,遵從向量計演算法則,斜面速度v=u/sinρ,即:

v=[g*(2h/g)^1/2]/sinρ。分析:由於高度h固定,所以時間t固定,豎直方向速度u因而也固定,t不變,ρ減小,sinρ減小,v增大。

圖一:設水平位移s,高度為h,同樣有t=(2h/g)^1/2,u=g*(2h/g)^1/2,v=u/sinρ,其中h=s*tanρ帶入後有:v=[g*(2s*tanρ/g)^1/2]/sinρ==[g*(2s/g)^1/2]/(sinρ*cosρ)^1/2,sinρ*cosρ=1/2sin2ρ,所以v=g*(s*sin2ρ/g)^1/2,故ρ增大,v增大;h高的t大。

4樓:茶香滿滿

你題的問題不完全,斜面是光滑的嗎?

(1)如果光滑

設第一個圖的底邊為l,底邊與斜面的夾角為θ,則斜面的長度x可表示為x=l/cosθ

物體沿斜面下滑受重力(豎直向下)和彈力(垂直斜面向上)作用,合力產生沿斜面向下的加速度a=gsinθ

根據勻變速直線運動的公式:x=½at²,可求時間t=2√(l/gsin2θ)

由上面的公式可以知道,時間t的大小與θ角有關,有具體的角度代入,可比較時間長短。

根據v=at,可求到斜面底端的速度。

設第二個圖的高為h,底邊與高的夾角為θ,則斜面的長度x=h/cosθ

物體沿斜面下滑受重力(豎直向下)和彈力(垂直斜面向上)作用,合力產生沿斜面向下的加速度a=gcosθ

根據勻變速直線運動的公式:x=½at²,可求時間t=√(2h/gcos²θ)

由上面的公式可以知道,時間t的大小與θ角有關,有具體的角度代入,可比較時間長短。

根據v=at=√2gh,可求到斜面底端的速度,發現這種情況他們到達底端的速度大小相同。

(2)不光滑的話,要考慮滑動摩擦力,還要知道動摩擦因數,處理方法差不多,不再贅述。

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