如圖所示,由于街道上的圓形污水井蓋破損,臨時更換了—個稍大于井口的紅色圓形平板塑料蓋.為了測試因塑料蓋意外移動致使蓋上的物塊滑落入污水井中的可能性,有人做了一個實驗:將一個可視為質(zhì)點、質(zhì)量為m的硬橡膠塊置于塑料蓋的圓心處,給塑料蓋一個沿徑向的水平向右的初速度v0,實驗的結(jié)果是硬橡膠塊恰好與塑料蓋分離.設(shè)硬橡膠塊與塑料蓋間的動摩擦因數(shù)為μ,塑料蓋的質(zhì)量為2m、半徑為R,假設(shè)塑料蓋與地面之間的摩擦可忽略,且不計塑料蓋的厚度.
 
(1)求硬橡膠塊與塑料蓋剛好分離時的速度大;
(2)通過計算說明實驗中的硬橡膠塊是落入井內(nèi)還是落在地面上

(1)v0(2)落入污水井中

解析試題分析:(1)設(shè)硬橡膠塊與塑料蓋恰好分離時,兩者的共同速度為v,從開始滑動到分離經(jīng)歷時間為t,在此期間硬橡膠塊與塑料蓋的加速度大小分別為a1、a2,由牛頓第二定律得:
μmgma1      ①          1分
μmg=2ma2      ②          1分
va1tv0a2t     ③          1分
由以上各式得vv0.    ④          2分
(2)設(shè)硬橡膠塊與塑料蓋恰好分離時,硬橡膠塊移動的位移為x,取硬橡膠塊分析,應(yīng)用動能定理得
μmgxmv2      ⑤      1分
由系統(tǒng)能量關(guān)系可得
μmgR (2m)v(m+2m)v2  ⑥        2分
由④⑤⑥式可得xR    ⑦       1分
x<R,故硬橡膠塊將落入污水井內(nèi).             1分。
考點:本題考查牛頓運動定律,動能定理和摩擦力等。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖,人站在自動扶梯上不動,隨扶梯向上勻速運動,下列說法中正確的是(  )

A.重力對人做負(fù)功    B.摩擦力對人做正功
C.支持力對人做負(fù)功 D.合力對人做功為零

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

如圖所示,有一斜面體靜止在粗糙水平面上,斜面上放有一物塊,物塊恰能沿斜面勻速下滑,此時斜面體受到地面的靜摩擦力情況為     (填“方向向左” “方向向右”或“不受摩擦力”)。現(xiàn)施加一平行于斜面向下的外力F,物塊沿斜面加速下滑,此時斜面體受到地面的靜摩擦力情況為       (填“方向向左”“方向向右”或“不受摩擦力”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,A物體重力為,B物體重力為,A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)都為,則當(dāng)兩物體一起向右做勻速直線運動時,彈簧對B的作用力大小和水平外力F的大小分別為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)如圖所示,質(zhì)量為2Kg的物體靜止在傾角為300的斜面上.

(1)請畫出物體所受外力的示意圖;
(2)計算靜止在斜面上時物體受到的摩擦力F的大。
(3)若再把該物體放在粗糙程度相同的450的斜面上,受到的摩擦力大小和放在300斜面上時一樣大,計算物體和斜面間的動摩擦因數(shù)。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

把質(zhì)量為2kg的物體放在傾角為30°的斜面上,剛好勻速下滑,現(xiàn)將此傾角變?yōu)?0°,并對物體施加平行斜面的推力F,設(shè)最大靜摩擦力大小與滑動摩擦力大小相等(g取10m/s2),求保持物體不動時F所有值

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

(1)(8分)某同學(xué)研究小滑塊在水平長木板上運動所受摩擦力的大小,選用的實驗器材是:長木板、總質(zhì)量為m的小滑塊、光電門、數(shù)字毫秒計、弧形斜面、擋光片、游標(biāo)卡尺、刻度尺。器材安裝如圖甲所示.

① 主要的實驗過程:
(ⅰ)用游標(biāo)卡尺測量擋光片寬度d,讀數(shù)如圖乙所示,則d =        mm;
(ⅱ) 讓小滑塊車從斜面上某一位置釋放,讀出小滑塊通過光電門時數(shù)字毫秒計示數(shù)t;
(ⅲ) 用刻度尺量出小滑塊停止運動時擋光片與光電門間的距離L;
(ⅳ) 求出小滑塊車與木板間摩擦力f =              (用物理量m、d、L、t表示);
② 若實驗中沒有現(xiàn)成的擋光片,某同學(xué)用一寬度為6cm的金屬片替代,這種做法是否合理?          (選填“合理”或“不合理”)。
③實驗中,小滑塊釋放的高度要適當(dāng)高一些,其目的是減少      誤差。(選填“系統(tǒng)”或“偶然”)

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,放在桌面上的A、B、C三個物塊重均為100N,小球P重20N,作用在B的水平力F=20N,整個系統(tǒng)靜止,則(    )

A. A和B之間的摩擦力是20N          B. B和C之間的摩擦力是20N
C. 物塊C受六個力作用                 D. C與桌面間摩擦力為20N

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,有四塊相同的堅固石塊壘成弧形的石拱,其中第3、4塊固定在地面上,每塊石塊的兩個面間所夾的圓心角為37°。假定石塊間的摩擦力可以忽略不計,則第1、2塊石塊間的作用力和第1、3塊石塊間的作用力的大小之比為(   )

A. B. C. D.

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同步練習(xí)冊答案