在科技创新活动中,小华同学根据磁铁同性相斥原理设计了用机器人操作的磁力运动输(如图甲所示).在光滑水平面AB上(如图乙所示),机器人用大小不变的电磁力F推动质量为m=1kg的小

在科技创新活动中,小华同学根据磁铁同性相斥原理设计了用机器人操作的磁力运动输(如图甲所示).在光滑水平面AB上(如图乙所示),机器人用大小不变的电磁力F推动质量为m=1kg的小

问题描述:

在科技创新活动中,小华同学根据磁铁同性相斥原理设计了用机器人操作的磁力运动输(如图甲所示).在光滑水平面AB上(如图乙所示),机器人用大小不变的电磁力F推动质量为m=1kg的小滑块从A点由静止开始作匀加速直线运动.小滑块到达B点时机器人撤去电磁力F,小滑块冲上光滑斜面(设经过B点前后速率不变),最高能到达C点.
作业帮
机器人用速度传感器测量小滑块在ABC过程的瞬时速度大小并记录如下:
t(s)00.20.42.22.42.6
v(m/s)00.40.83.02.01.0
(1)机器人对小滑块作用力F的大小;
(2)斜面的倾角α大小;
(3)t=2.1s时物体的速度大小.

最佳答案:

(1)物体从A到B的加速度为:a1=

△v1
△t1
=
0.8-0.4
0.4-0.2
m/s2=2m/s2.
根据牛顿第二定律得,恒力F的大小为:F=ma1=1×2N=2N.
(2)物体从B到C的加速度大小为:a2=
△v2
△t2
=
2-1
2.6-2.4
m/s2=5m/s2.
根据牛顿第二定律得:mgsinα=ma2;
解得:α=30°.
(3)设小滑块到B点时的速度为vB,研究在0.4s~2.2s时间内从v=0.8m/s到B点过程,vB=0.8+a1t1;
从B点到v=3m/s过程,3=vB-a2t2;
而t1+t2=2.2-0.4
解得:t1=1.6s,t2=0.2s,vB=4m/s
所以,当t=2s时物体刚好到达B点,当t′=2.1s时,v=vB-a2(t′-2)=3.5m/s.
答:
(1)恒力F的大小为2N.
(2)斜面的倾角为30°.
(3)t=2.1s时物体的速度大小为3.5m/s
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