【題目】如圖所示,粗糙水平面上放置一個(gè)質(zhì)量M=2 kg、長度L= 5 m的木板A,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B放在木板A的最左端,其質(zhì)量m=1 kg。已知A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.2,A與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.4。開始時(shí)AB均處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)B獲得水平向右的初速度v0=8 m/s的同時(shí),對(duì)A施加水平向右的恒力F,取g=10 m/s2,求:

(1)為使物塊B不從木板A的右端滑出,力F的最小值為多大?

(2)若F=22 N,則物塊B的最大速度為多大?

【答案】(1)18.8N(2)10m/s

【解析】1)物塊B在木板A上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可知:

μ1mgma1

解得:a12m/s2

物塊B滑到A的右端時(shí)AB速度相等,則物塊B剛好不從木板A的右端滑出,A、B相對(duì)位移為木板長L,木板A的加速度為a2 ,由速度公式和位移公式可知:

木板A的速度為:v a2t

物塊B的速度為:vv0a1t

木板A的位移為:

物塊B的位移為:

A、B的相對(duì)位移為木板長L LxBxA

聯(lián)立以上各式解得:

對(duì)木板A,由牛頓第二定律可知:Fμ1mgμ2mMgMa2

解得:F18.8N

2)物塊B在木板A上先做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度為a12m/s2;木板A做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。對(duì)木板A,由牛頓第二定律可得:

Fμ1mgμ2mMgMa3

解得:a36m/s2

設(shè)經(jīng)過時(shí)間t1,A、B兩物體速度相同,大小都為v1

v1v0a1t1

v1 a3t1

聯(lián)立解得:t11s

v16m/s

在此過程中A、B的位移分別為xA1、xB1,則:

A、B間的相對(duì)位移為:Δx1xB1xA1

A、B速度相同后,木板Aa4的加速度繼續(xù)勻加速運(yùn)動(dòng),由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知:

Fμ1mgμ2mMgMa4

解得:a44m/s 2

由于a4a1,所以物塊B也向右做勻加速運(yùn)動(dòng),但相對(duì)木板A向左運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t2后物塊B會(huì)從木板A的左端滑出,在這段時(shí)間內(nèi):

木板A的位移為:

物塊B的位移為:

A、B間的相對(duì)位移Δx2Δx1,則:Δx1xA2xB2

聯(lián)立解得:t22s

物塊B從木板A的左端滑出時(shí)的速度為:

v3v1a1t2

解得:v310m/s

物塊B從木板A的左端滑出后落到地面上做勻減速運(yùn)動(dòng),所以整個(gè)過程中,物塊B從木板A的左端滑出時(shí)的速度為最大速度:10m/s

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】指針式多用表是實(shí)驗(yàn)室中常用的測量儀器。請(qǐng)完成下列問題:

(1)要使用的多用表未接入電路時(shí),指針如圖()所示,則要進(jìn)行的是_____________。調(diào)整好后將選擇開關(guān)撥至“50mA”擋,將多用表串聯(lián)入待測電路中,指針如圖()所示,電路中電流為__________mA。

(2)使用多用表測電阻時(shí),將選擇開關(guān)撥至“×10”擋,進(jìn)行歐姆調(diào)零。將兩表筆接待測電阻兩端,指針如圖()示,為了使多用電表測量的結(jié)果更準(zhǔn)確,該同學(xué)接著應(yīng)該進(jìn)行哪些操作?請(qǐng)從下面的操作中選出合理的步驟并進(jìn)行正確排序_________________

A.將兩表筆短接,調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指向歐姆擋零刻度線

B.將選擇開關(guān)撥至“×100”

C.將選擇開關(guān)撥至“×1”

D.測量完畢后將選擇開關(guān)撥至“OFF”

E.再將待測電阻接到兩表筆之間測量其阻值并讀出讀數(shù)

經(jīng)以上正確操作,將兩表筆接待測電阻兩端時(shí),指針如圖()所示,待測電阻為_____Ω。

(3)如圖是一個(gè)多用表歐姆擋內(nèi)部電路示意圖.電流表滿偏電流為0.5mA、內(nèi)阻為10Ω;電池電動(dòng)勢為1.5V、內(nèi)阻為,變阻器R0阻值為0~5000Ω.

該歐姆表的刻度值是按電池電動(dòng)勢為1.5V刻度的,當(dāng)電池的電動(dòng)勢下降到1.45V、內(nèi)阻增大到時(shí)仍可調(diào)零。調(diào)零后R0阻值將變___________ (”),若測得某待測電阻阻值為300Ω,則這個(gè)待測電阻的真實(shí)阻值是_____________Ω。若該歐姆表換了一個(gè)電動(dòng)勢為1.5V,內(nèi)阻為10Ω的電池,調(diào)零后測量某電阻的阻值,其測量結(jié)果_____(選填偏大”、“偏小準(zhǔn)確”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】長為31 cm,內(nèi)徑均勻的細(xì)玻璃管,當(dāng)開口向上豎直放置時(shí),齊口的水銀柱封住10 cm長的空氣柱(如圖所示)。若在豎直平面內(nèi)將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)至開口向下豎直放置,然后再緩慢轉(zhuǎn)至開口向上豎直放置,這時(shí)管內(nèi)水銀柱長度為15 cm。求:

(ⅰ)大氣壓強(qiáng);

(ⅱ)末狀態(tài)管內(nèi)空氣柱的長度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,波速為2m/s,振幅A=2cm,M、N是平衡位置相距為3m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),如圖所示,在t=0時(shí),M通過其平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),N位于其平衡位置上方最大位移處,已知該波的周期大于1s,下列說法正確的是( )

A. 該波的周期為6s

B. t=0.5s時(shí),質(zhì)點(diǎn)N正通過平衡位置沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)

C. t=0t=1s,質(zhì)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)的路程為2cm

D. t=0.5s時(shí)刻,處于M、N正中央的質(zhì)點(diǎn)加速度與速度同向

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一快艇從離岸邊100m遠(yuǎn)的河中向岸邊行駛,已知快艇在靜水中的速度圖象如圖甲所示,河水流動(dòng)的速度圖象如圖乙所示,則( )

A.快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡一定為直線

B.快艇的運(yùn)動(dòng)軌跡可能為曲線,也可能為直線

C.快艇到達(dá)岸邊的最短時(shí)間為20s

D.快艇以最短時(shí)間過河時(shí)經(jīng)過的位移為100m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一小型發(fā)電機(jī)通過升壓、降壓變壓器把電能輸送給用戶,已知發(fā)電機(jī)的輸出功率P1=50kW,輸出電壓U1=500V,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1n2=15,兩個(gè)變壓器間的輸電導(dǎo)線的總電阻R=15Ω,降壓變壓器的輸出電壓U4=220V,變壓器本身的損耗忽略不計(jì),求: (1)升壓變壓器副線圈兩端的電壓U2 2)輸電線上損耗的電功率P 3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n3n4

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一束平行單色光照射到半圓形玻璃磚的平面上,入射光線的方向與玻璃磚平面成45°角,玻璃磚對(duì)該單色光的折射率為,入射到A點(diǎn)的光線折射后,折射光線剛好射到圓弧的最低點(diǎn)B,照射到C點(diǎn)的光線折射后在圓弧面上的D點(diǎn)剛好發(fā)生全反射,半圓形玻璃磚的半徑為R,求:

①在B點(diǎn)的光線反射與折射后,反射光線與折射光線間的夾角大小;

OA間的距離及∠CDO各為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中,獲得如圖所示的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出.

(1)根據(jù)紙帶上所給出的數(shù)據(jù),計(jì)算C、D兩點(diǎn)的瞬時(shí)速度,得V C =______m/s ,

V D =______m/s.這段紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度是______m/s.

(2)在如圖所示的坐標(biāo)系中,以打A點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),作出小車的v-t圖線_____________

(3)根據(jù)圖象求出紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度a=______m/s 2 .(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖為兩列沿繩傳播的(虛線表示甲波,實(shí)線表示乙波)簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖,M為繩上x=0.2m處的質(zhì)點(diǎn),則下列說法中正確的是

A. 甲波的傳播速度比乙波的傳播速度

B. 這兩列波將發(fā)生干涉現(xiàn)象,質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)始終加強(qiáng)

C. 質(zhì)點(diǎn)M距離平衡位置的位移大小不會(huì)超過20cm

D. 由圖示時(shí)刻開始,再經(jīng)甲波的3/4周期,M將位于波峰

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