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【題目】如圖所示,質量M=4kg的小車長L=1.4m,靜止在光滑水平面上,其上面右端靜止一質量m=1kg的小滑塊(可看作質點),小車與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,先用一水平恒力F向右拉小車。(g=10 m/s2

(1)若用一水平恒力F=10N,小滑塊與小車間的摩擦力為多大?

(2)小滑塊與小車間不發(fā)生相對滑動的水平恒力F大小要滿足的條件?

(3)若用一水平恒力F=28N向右拉小車,要使滑塊從小車上恰好滑下來,力F至少應作用多長時間

【答案】(1)2N;(2)20N;(3)1s

【解析】

試題分析:(1)當F=10N時,設兩者間保持相對靜止,

由整體法可得:F=(M+m)a1 得a1=2m/s2

隔離小滑塊可得:f=ma1=2N

而兩者間的最大靜摩擦力為fmax=μmg=4N 所以小滑塊與小車間的摩擦力為2N。

(2)當兩者要發(fā)生相對滑動時,小滑塊與小車間應達到最大的靜摩擦力。此時小滑塊的加速度可由fmax=μmg= m a2 得a2=4 m/s2

由整體法可得:F=(M+m)a2=20N

(3)當F=28N時,兩者間相對滑動, 小滑塊μmg= m a2 a2=4 m/s2

小車 F-μmg = Ma3 得: a3=6m/s2

F撤去前作用了時間t1,則兩者獲得的速度為

兩者產生的位移為:

F撤去后m仍以a2加速,Ma4減速,減速的加速度為

設過時間t2兩者等速 代入得

t2時間內位移

t1=1s

考點:牛頓第二定律、勻變速直線運動

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,水平面上質量相等的兩木塊A、B用一輕彈簧相連接,用一豎直向上的力F拉動木塊A,使木塊A緩慢上升至彈簧恢復原長.現(xiàn)改變力F使木塊A由靜止開始勻加速上升.研究從木塊A開始勻加速運動到木塊B剛離開地面這個過程,并且選定這個過程中木塊A的起始位置為坐標原點,則下列圖象中可以表示力F和木塊A的位移x之間關系的是(

A. A B. B C. C D. D

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【題目】兩列簡諧橫波I和Ⅱ分別沿x軸正方向和負方向傳播,兩列波的波速大小相等,振幅均為5cm.t=0時刻兩列波的圖像如圖所示,x=- lcm和x=lcm的質點剛開始振動.以下判斷正確的是

A.I、Ⅱ兩列波的頻率之比為2:1

B.t=0時刻,P、Q兩質點振動的方向相同

C.兩列波將同時傳到坐標原點O

D.兩列波的波源開始振動的起振方向相同

E.坐標原點始終是振動加強點,振幅為l0cm

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【題目】某同學驗證動能定理的實驗裝置如圖甲所示.水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌;導軌上A點處有一帶遮光片的長方形滑塊,其總質量為M,實驗步驟如下:

用游標卡尺測出遮光片的寬度d;

安裝好實驗器材,給氣墊導軌接上氣源,然后讀出拉力傳感器的示數(shù),記為F,同時從氣墊導軌刻度尺上讀出滑塊與光電門之間的距離L

剪斷細繩,讓滑塊滑向光電門,并記錄滑塊通過光電門的時間t

多次改變滑塊與光電門之間的距離,記錄相應的Lt的值,結果如下表所示:


1

2

3

4

5

Lm

0600

0800

1000

1200

1400

tms

822

717

644

585

543

104s2

148

195

241

292

339

試分析下列問題:

1)用游標卡尺測量遮光片寬度d的測量結果如圖乙所示,則d________cm

2)剪斷細繩后,滑塊開始加速下滑,則其受到的合外力為________

3)剪斷細繩后,在滑塊從A運動至B的過程中,合外力對滑塊、遮光片組成的系統(tǒng)做的功可表示為W_____,動能的增加量可表示為ΔEk________;若動能定理成立,則在本實驗中L的關系式為________

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【題目】如圖所示,兩個截面積都為S的圓柱形容器,右邊容器高為H,上端封閉,左邊容器上端是一個可以在容器內無摩擦滑動的質量為M的活塞。兩容器由裝有閥門的極細管道相連,容器、活塞和細管都是絕熱的。開始時閥門關閉,左邊容器中裝有理想氣體,平衡時活塞到容器底的距離為H,右邊容器內為真空,F(xiàn)將閥門緩慢打開,活塞便緩慢下降,直至系統(tǒng)達到新的平衡,此時理想氣體的溫度增加為原來的1.2倍,已知外界大氣壓強為P0,求此過程中氣體內能的增加量。

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【題目】如圖所示,水平放置的平行金屬導軌寬度為d=1 m,導軌間接有一個阻值為R=2 Ω的燈泡,一質量為m=1 kg的金屬棒跨接在導軌之上,其電阻為r=1 Ω,且和導軌始終接觸良好.整個裝置放在磁感應強度為B=2 T的勻強磁場中,磁場方向垂直導軌平面向下.現(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的拉力F,使金屬棒從靜止開始向右運動.求

(1)若金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,施加的水平恒力為F=10 N,則金屬棒達到的穩(wěn)定速度v1是多少?

(2)若金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,施加的水平力功率恒為P=6 W,則金屬棒達到的穩(wěn)定速度v2是多少?

(3)若金屬棒與導軌間是光滑的,施加的水平力功率恒為P=20 W,經歷t=1 s的過程中燈泡產生的熱量為QR=12 J,則此時金屬棒的速度v3是多少?

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A. ab之間的彈簧一定是壓縮的

B. b受到的摩擦力大小為f

C. c受到的摩擦力大小為

D. d受到的摩擦力大小為2f

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B. 該交流發(fā)電機線圈的轉速為50r/s

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