分析 (1)對(duì)小物塊m受力分析,由二力平衡求出動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)將小物塊和楔形物塊當(dāng)作一個(gè)整體,分析其受力情況,求出楔形物塊對(duì)地面的壓力;
(3)利用動(dòng)能定理,可以求出小物塊沖上斜面的最遠(yuǎn)距離.
解答 (1)對(duì)小物塊受力分析可知,沿著斜面受到重力沿斜面向下的分力mgsinθ,沿著斜面向上的摩擦力f和拉力F
其中摩擦力f=μmgcosθ
由二力平衡有:mgsinθ=F+μmgcosθ
解得斜面與小物塊的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{mgsinθ-F}{mgcosθ}$=$tanθ-\frac{F}{mgcosθ}$;
(2)以小物塊和楔形物塊整體為研究對(duì)象,受到重力(M+m)g,拉力F,地面的支持力FN和摩擦力Ff.
受力分析圖如圖所示
根據(jù)平衡條件得
地面對(duì)楔形物塊的支持力FN=(M+m)g-Fsinθ
由牛頓第三定律知楔形物塊對(duì)地面的壓力等于(M+m)g-Fsinθ;
(3)假設(shè)斜面足夠長(zhǎng),楔形物塊固定與水平面上,其余條件不變,如圖2所示,
小物塊以速度v沖上斜面時(shí),摩擦力大小依然為f,但方向沿著斜面向下,做負(fù)功
重力在整個(gè)過(guò)程中做負(fù)功
由動(dòng)能定理可得:-fL-mgLsinθ=0-$\frac{1}{2}$mv2
解得L=$\frac{m{v}^{2}}{4mgsinθ-2F}$;
答:(1)斜面與小物塊的動(dòng)摩擦因數(shù)為$\frac{mgsinθ-F}{mgcosθ}$=$tanθ-\frac{F}{mgcosθ}$;
(2)楔形物塊對(duì)地面的壓力為(M+m)g-Fsinθ;
(3)假設(shè)斜面足夠長(zhǎng),楔形物塊固定與水平面上,其余條件不變,如圖2所示,小物塊以速度v沖上斜面的最遠(yuǎn)距離為$\frac{m{v}^{2}}{4mgsinθ-2F}$;
點(diǎn)評(píng) 本題涉及兩個(gè)物體的平衡,關(guān)鍵要靈活選擇研究對(duì)象.當(dāng)幾個(gè)物體的加速度相同時(shí),可以采用整體法研究受力情況,往往簡(jiǎn)單方便.本題也可以隔離兩個(gè)物體分別研究.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng) | |
B. | 做曲線運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度,加速度一定時(shí)刻變化 | |
C. | 物體在摩擦力作用下,機(jī)械能可能增加 | |
D. | 作用力與反作用力做的功一定是一個(gè)力做正功另一個(gè)做負(fù)功 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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