斜面上自由滑行

斜面上自由滑行

首页休闲益智素描滑行游戏更新时间:2024-05-09

一、光滑斜面上自由滑行

①初速度沿斜面向下

物体沿斜面向下做匀加速直线运动;加速度大小为a=gsinθ,方向沿斜面向下.

速度:v=v₀ gsinθ·t

位移:x=v₀t ½gsinθ·t²

②初速度沿斜面向上

物体沿斜面向上做匀减速直线运动;加速度大小为a=gsinθ,方向沿斜面向下;速度为零后反向做匀加速直线运动.

速度:v=v₀-gsinθ·t

位移:x=v₀t-½gsinθ·t²

☞如果物体初速度沿斜面向上,物体将先做匀减速直线运动,速度为零后反向做匀加速直线运动,全过程为返回式运动,与竖直上抛运动是同一性质的运动,称为类竖直上抛运动,规律与竖直上抛运动一样,速度-时间如下图:

速度表达式:v=v₀-gsinθ·t

位移-时间如下图:

位移表达式:x=v₀t-½gsinθ·t²

【提醒】

返回式运动要注意取好正负方向,然后套匀减速运动学公式即可.

示例:一物体沿倾角为θ=30°的光滑斜面上滑,初速度大小为v₀=10m/s,(g去取10m/s²)

(1)速度大小为2m/s所经历的时间;

(2)位移大小为5m所经历的时间.

【解析】

取沿斜面向上为正方向,加速度大小a=gsinθ=5m/s²,方向沿斜面向下.

第(1)问

①速度沿斜面向上

v=v₀-gsinθ·t代入数据

2m/s=10m/s-5t(m/s)

t=1.6s

若用v=v₀ gsinθ·t公式,需特别注意g=-5m/s².

②速度沿斜面向下

v=v₀-gsinθ·t代入数据

-2m/s=10m/s-5t(m/s)

t=2.4s

第(2)问

①位移沿斜面向上

x=v₀t-½gsinθ·t²,代入数据

8m=10t(m)-½·5t²(m)

『时间t有两个解,经同一位置,速度有沿斜面向上和向下两种情况』

②位移沿斜面向下

x=v₀t-½gsinθ·t²,代入数据

-8m=10t(m)-½·5t²(m)

『位移为8m,时间t总的有三个解』

③初速度为零

物体沿斜面向下做匀加速直线运动,加速度大小为a=gsinθ,方向沿斜面向下.

☞光滑斜面上,不管上滑还是下滑,加速度都为a=gsinθ.

二、粗糙斜面上自由滑行

1.μ<gtanθ

①初速度沿斜面向下

物体沿斜面向下做匀加速直线运动,加速度大小为a=gsinθ-μgcosθ,方向沿斜面向下.

②初速度沿斜面向上

物体沿斜面向上做匀减速直线运动,加速度大小为a=gsinθ μgcosθ,方向沿斜面向下.

到达最高点后,反向沿斜面向下做匀加速直线运动,加速度大小为a=gsinθ-μgcosθ,方向沿斜面向下.

☞返回式运动,注意加速度发生了变化.

③初速度为零

不能静止在斜面上,物体将沿斜面向下做匀加速直线运动,加速度大小为a=gsinθ-μgcosθ,方向沿斜面向下.

2.μ>gtanθ

①初速度沿斜面向下

物体沿斜面向下做匀减速直线运动,加速度大小为a=μgcosθ-gsinθ,方向沿斜面向上,速度为零后停在在斜面上.

②初速度沿斜面向上

物体沿斜面向上做匀减速直线运动,加速度大小为a=gsinθ μgcosθ,方向沿斜面向下,速度为零后停在在斜面上,不能返回.

③初速度为零

静止在斜面上.

3.μ=gtanθ

①初速度沿斜面向下

物体沿斜面向下做匀速直线运动,加速度大小为a=0.

②初速度沿斜面向上

物体沿斜面向上做匀减速直线运动,加速度大小为a=gsinθ μgcosθ=2gtanθ,方向沿斜面向下,速度为零后停在在斜面上,不能返回.

③初速度为零

物体静止在斜面上.

☞在斜面上自由滑行,关键是要清楚物体的运动性质.

例题:一间新房即将建成时要封顶,考虑到下雨时落至房顶的雨滴能尽快地淌离房顶,要设计好房顶的坡度,设雨滴沿房顶下淌时做无初速度、无摩擦的运动,那么,图中所示的四种情况中符合要求的是(C)

例题:例题:如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)所示.若重力加速度及图中的v₀、v₁、t₁均为已知量,则可求出)(ACD)

A.斜面的倾角

B.物块的质量

C.物块与斜面间的动摩擦因数

D.物块沿斜面向上滑行的最大高度

例题:如图所示,滑轮A可沿倾角为θ的足够长光滑轨道下滑,滑轮下用轻绳挂着一个重为G的物体B,下滑时,物体B相对于A静止,则下滑过程中B的加速度gsinθ,绳的拉力Gcosθ(不计空气阻力)

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