2.如圖所示,將小物體(可視為質點)置于水平桌面上的薄紙板上,每次用不同水平向右的恒力F拉動紙板,紙板和小物體的運動情況也不同.若紙板的質量m1=0.1kg,小物體的質量m2=0.4kg,小物體與桌面右邊緣的距離d=0.12m,與紙板左邊緣的距離l=0.04m;已知小物體與紙板上表面間以及紙板下表面與桌面的動摩擦因數(shù)均為μ1=0.2,小物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.1;設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,g取10m/s2.求:
(1)當小物體與紙板一起運動時,桌面對紙板的摩擦力大;
(2)拉力F滿足什么條件,小物體才能與紙板發(fā)生相對滑動;
(3)若拉力F作用一段時間t后,紙板從小物體下抽出,此后小物體恰好運動到桌面右邊緣停下,求拉力F的大小和作用時間t.

分析 (1)根據(jù)紙板和小物體整體對桌面的壓力為兩者重力之和,用摩擦力公式f=μN可求;
(2)對紙板和小物體整體,據(jù)牛頓第二定律求出紙板和小物體即將發(fā)生相對滑動時的外力和加速度,從而得到F應滿足的條件.
(3)對于小物體,先加速后減速運動,計算兩個運動的總位移對比d可得結果

解答 解:(1)當小物體與紙板一起運動時,桌面給紙板的滑動摩擦力為:f12(m1+m2)g
代入數(shù)據(jù)解得:f1=1N
(2)在力F作用下,紙板和小物體一起加速運動,隨力F增大,加速度增大,小物體受到的靜摩擦力也增大,直到達到最大靜摩擦力f21m2g.
設紙板和小物體即將發(fā)生相對滑動時的外力為Fm,加速度為am
對小物體,根據(jù)牛頓第二定律有:
    μ1m2g=m2am
對紙板和小物體整體,根據(jù)牛頓第二定律有:
  Fm2(m1+m2)g=(m1+m2)am
解得:Fm=2μg(m1+m2)=2N
則當F>2N時小物體與紙板有相對滑動.
(3)紙板抽出過程,對紙板,有 F-μ2(m1+m2)g-μ1m2g=m1a1
對小物體,有:μ1m2g=m1a2
紙板抽出過程,二者的位移關系為 l=$\frac{1}{2}{a}_{1}{t}^{2}-\frac{1}{2}{a}_{2}{t}^{2}$
紙板抽出后,小物體在桌面上做勻減速運動,設經(jīng)歷時間t1到桌面右邊緣靜止,有:
  μ2m2g=m2a3
由速度關系有 a2t=a3t1;
由位移關系有 d=$\frac{{a}_{2}t(t+{t}_{1})}{2}$
聯(lián)立解得 F=2.2N,t=0.2s
答:
(1)當小物體與紙板一起運動時,桌面對紙板的摩擦力大小是1N;
(2)當F>2N時小物體與紙板有相對滑動;
(3)拉力F的大小是2.2N,作用時間t是0.2s.

點評 這是連接體的問題,應用隔離法和整體法分別進行受力分析,結合牛頓第二定律和運動學公式分段研究,分析時把握兩個過程之間的關系,如速度關系、位移關系等,還與明確兩個物體之間的聯(lián)系,如摩擦力關系等.

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如圖所示,電源電動勢為E,內阻為r。當滑動變阻器R2的滑片P向左滑動時,下列說法正確的是

A.電阻R3消耗的功率變大

B.電容器C上的電荷量變大

C.燈L變暗

D.R1兩端的電壓變化量的絕對值小于R2兩端的電壓變化量的絕對值

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13.如圖所示,質量為M、傾角為θ的斜劈在粗糙水平面上以一定的初速度向右滑動,在此過程中,質量為m的光滑小球在斜面上恰好與斜劈保持相對靜止.已知斜劈與地面的動摩擦因數(shù)是μ,重力加速度為g,則下列說法正確的是(  )
A.小球與斜面間的壓力大小是mgcosθB.小球與斜面的加速度大小是gsinθ
C.地面對斜劈的支持力大小等于(M+m)gD.地面與斜劈間的動摩擦因數(shù)μ=tanθ

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10.如圖所示,質量M=1.6kg的均勻水平板AB長為1.2m,B端靠在光滑豎直墻壁上,板中點C處固連一根長為0.6m的輕質斜桿CO,與板面夾角為53°,O點為固定轉軸.在B端放有一質量m=1.6kg靜止小木塊,先用大小為10N、方向與水平面夾角為53°的拉力F使木塊向左滑動,中途撤去拉力F,木塊能滑到板的最左端A處,且支架恰好不會失去平衡向逆時針方向翻倒.求:(取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)
(1)木塊與板之間的動摩擦因數(shù)?;
(2)木塊剛開始滑動時B端受到墻壁的彈力大小;
(3)拉力F作用于木塊的最短時間.

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17.如圖所示,在車廂頂部用OA、OB兩根等長的細繩懸掛質量為m的小球,車靜止時兩細繩與豎直方向的夾角均為θ,當車處于向右的運動狀態(tài)時,小球相對車廂的位置沒有變化,則車向右運動時下列說法正確的是( 。
A.兩繩的張力大小一定相等B.OB繩的張力可能大于OA繩的張力
C.車的加速度大小可能等于gtanθD.車的加速度大小可能等于2gtanθ

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7.如圖所示是質譜儀工作原理的示意圖.重力均可忽略的帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速(在A點的初速度為零)后,進入磁感應強度為B的勻強磁場做勻速圓周運動,最后分別打在感光板S上的x1、x2處.圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過的路徑,則( 。
A.a的質量一定大于b的質量
B.a的電荷量一定大于b的電荷量
C.在磁場中a運動的時間一定小于b運動的時間
D.a的比荷一定大于b的比荷

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14.某同學準備設計實驗研究熱敏電阻阻值隨溫度的變化規(guī)律.

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11.下列有關磁通量的論述中正確的是( 。
A.磁感應強度越大的地方,穿過線圈的磁通量一定越大
B.磁感應強度越大的地方,線圈面積越大,則穿過線圈的磁通量一定越大
C.穿過線圈的磁通量為零的地方,磁感應強度一定為零
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12.某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機械能守恒.實驗前調整氣墊導軌底座使之水平.

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