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如圖所示，一上表面粗糙的斜面體放在光滑的水平地面上，斜面的傾角為θ。若斜面固定，另一質量為m的滑塊恰好能沿斜面勻速下滑。若斜面不固定，而用一推力F作用在滑塊上，可使滑塊沿斜面勻速上滑，若同時要求斜面體靜止不動，就必須施加一個大小為P= 4mgsinθcosθ的水平推力作用于斜面體。求滿足題意的這個F的大小和方向。

 

【答案】

解：滑塊恰好能沿斜面勻速下滑，

滑塊與斜面間的摩擦因數：μ= tanθ

若用一推力F作用在滑塊上，使之能沿斜面勻速上滑，對滑塊，如圖18-甲所示受力分析，并建立直角坐標系（將F沿斜面、垂直斜面分解成Fx和Fy）

X軸方向，根據平衡條件：Fx=f+mgsinθ-----------①（1分）

Y軸方向，根據平衡條件：Fy+mgcosθ=N-----------②（1分）

且 f = μN = Ntanθ-----------------------------------③（1分）

①②③聯立可得：Fx =Fytanθ+ 2mgsinθ---------④（1分）

對斜面體如圖18-乙所示受力分析，并建立直角坐標系，

 X`軸方向，根據平衡條件：

P = fcosθ+ Nsinθ---------------------------------⑤（1分）

即：4mgsinθcosθ=μNcosθ+ Nsinθ

代入μ值，化簡得：Fy =mgcosθ-------------------⑥（2分）

入可④得：Fx = 3mgsinθ---------------------------⑦（2分）

最后由F =

解得：F = mg -------------⑧（1分）

由tanα= 解α= arctg()--------------⑨（2分）

（設α為F和斜面的夾角）。

（說明：本題有多種求解方法，根據具體方法恰當制定評分標準）

【解析】

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

在做“用油膜法估測分子大小”的實驗時，油酸酒精溶液的濃度為每1000ml，溶液中有純油酸1ml，用注射器測得1mL上述溶液有200滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，測得油酸膜的近似輪廓如圖所示，圖中正方形小方格的邊長為1cm，則每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是
5×10-6
5×10-6
mL，油酸膜的面積是
40
40
cm2．根據上述數據，估測出油酸分子的直徑是
1.25×10-9．
1.25×10-9．
m．利用單分子油膜法可以粗測分子的大小和阿伏加德羅常數，如果已知體積為V的一滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，這種油的密度為ρ，摩爾質量為M，則阿伏加德羅常數的表達式為
6M
ρπd3
6M
ρπd3
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）在課本上粗測油酸分子的大小的實驗中，油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸1mL，用注射器量得1mL上述溶液有200滴，把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，測得油酸膜的近似輪廓如圖所示，圖中正方形小方格的邊長為1cm，則每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是
5×10-6
5×10-6
mL，油酸膜的面積是
65
65
cm2，根據上述數據，估測出油酸分子的直徑是
7.7×10-10
7.7×10-10
m．
（2）某同學在用油膜法估測分子直徑實驗中，計算結果明顯偏大，可能是由于
ABC
ABC
．
A．油酸未完全散開
B．油酸中含有大量的酒精
C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方
D．求每滴體積時，1mL的溶液的滴數多記了10滴．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?廣州一模）如圖所示，輕桿一端固定著小球A，另一端可繞0點自由轉動；矩形厚木板B 放在粗糖的水平地面上，B上表面的最右端有一光滑小物塊C； A在最低點時剛好與B左側接觸．輕桿與水平成30°角時，給A以大小為v0=
3gL
、方向垂直于桿的初速度，A到達最低點時與B發(fā)生正碰后靜止．已知g為重力加速度，L為桿長；A、C可視為質點，質量均為m；B的質量為2m、長度也為L； B與地面的動摩擦因數μ=0.4，其余摩擦不計．
（1）求A到達最低點與B碰撞前，A受到桿的作用力大�。� 
（2）討論木板高度h取不同值時，C落地瞬間與B左側的水平距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網（1）在用雙縫干涉測光的波長的實驗中，請按照題目要求回答下列問題．
①某同學用雙縫干涉裝置來測量紅光的波長．實驗時，若經粗調后透過測量頭上的目鏡觀察，看不到明暗相間的條紋，只看到一片亮區(qū)，造成這種情況的最可能的原因是
 
；
②將測量頭的分劃板中心刻線與某條亮紋中心對齊，將該亮紋定為第1條亮紋，此時手輪上的示數如圖甲所示．然后同方向轉動測量頭，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊，手輪上的示數如圖乙所示，則相鄰亮紋的間距△x為
 
mm．
③為增加相鄰亮紋（暗紋）間的距離，可采取
 
或
 
的方法．
（2）用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示，斜槽與水平槽圓滑連接．安裝好實驗裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復寫紙，記下重錘線所指的位置O．接下來的實驗步驟如下：
步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下，并落在地面上．重復多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點圈在里面，認為其圓心就是小球落點的平均位置；精英家教網
步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣處的C點，讓小球1從A點由靜止?jié)L下，使它們碰撞．重復多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置；
步驟3：用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離，即線段OM、OP、ON的長度．
①在上述實驗操作中，下列說法正確的是
 

    A．小球1的質量一定大于球2的質量，小球1的半徑可以大于小球2的半徑
    B．將小球靜止放置在軌道末端看小球是否滾動來檢測斜槽軌道末端是否水平
    C．小球在斜槽上的釋放點應該越高越好，可樣碰前的速度大，測量誤差會小
    D．復寫紙鋪在白紙的上面，實驗過程中復寫紙可以隨時拿起看印跡是否清晰并進行移動
②以下提供的器材中，本實驗必需的有
    A．刻度尺       B．游標卡尺            C．天平          D．秒表
③設球1的質量為m1，球2的質量為m2，MP的長度為l1，ON的長度為l2，則本實驗驗證動量守恒定律的表達式為
 
，即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律．
④完成實驗后，實驗小組對上述裝置進行了如圖所示的改變：
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（I）在木板表面先后釘上白紙和復寫紙，并將木板豎直立于靠近槽口處，使小球A從斜槽軌道上某固定點C由靜止釋放，撞到木板并在白紙上留下痕跡O；
（II）將木板向右平移適當的距離固定，再使小球A從原固定點C由靜止釋放，撞到木板上得到痕跡P；
（III）把半徑相同的小球B 靜止放在斜槽軌道水平段的最右端，讓小球A仍從原固定點由靜止開始滾下，與小球B 相碰后，兩球撞在木板上得到痕跡 M和 N；
（IV）用刻度尺測量紙上O點到M、P、N 三點的距離分別為y1、y2、y3．請你寫出用直接測量的物理量來驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式：
 
．（小球A、B的質量分別為m1、m2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網物理--選修3-3
（1）科學家在“哥倫比亞”號航天飛機上進行了一次在微重力條件（即失重狀態(tài)）下制造泡沫金屬的實驗．把鋰、鎂、鋁、鈦等輕金屬放在一個石英瓶內，用太陽能將這些金屬融化成液體，然后在融化的金屬中沖進氫氣，使金屬內產生大量氣泡，金屬冷凝后就形成到處是微孔的泡沫金屬．下列說法正確的是
 
．
A．失重條件下液態(tài)金屬呈現球狀是由于液體表面分子間只存在引力
B．在失重條件下充入金屬液體 內的氣體氣泡不能無限地膨脹是因為液體表面張力的約束
C．在金屬冷凝過程中，氣泡收縮變小，外界對氣體做功，氣體內能增加
D．泡沫金屬物理性質各向異性，說明它是非晶體
（2）如圖所示，上粗下細的圓筒豎直固定放置，粗筒部分的半徑是細筒的2倍，筒足夠長．細筒中兩輕質活塞M、N間封有一定質量的理想空氣，氣柱長L=19.1cm，活塞M上方的水銀深H=24.0cm，兩活塞與筒壁間的摩擦不計．開始時用外力向上托住活塞N，使之處于靜止狀態(tài)，水銀面與細筒上端相平．現使下方活塞緩慢上移，直至M上方水銀的
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被推入粗筒中，求此過程中活塞N移動的距離．（設在整個過程中氣柱的溫度不變，大氣壓強P0相當于76.0cm高的水銀柱產生的壓強，不計輕質活塞的重力．）

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同步練習冊答案