【題目】如圖甲所示,質(zhì)量為M=0.5kg的木板靜止在光滑水平面上,質(zhì)量為m=1kg的物塊以初速度v0=4m/s滑上木板的左端,物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,在物塊滑上木板的同時(shí),給木板施加一個(gè)水平向右的恒力F.當(dāng)恒力F取某一值時(shí),物塊在木板上相對(duì)于木板滑動(dòng)的路程為s,給木板施加不同大小的恒力F,得到1/s-F的關(guān)系如圖乙所示,其中AB與橫軸平行,且AB段的縱坐標(biāo)為1m-1.將物塊視為質(zhì)點(diǎn),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g = 10 m/s2.

(1)若恒力F=0,求物塊滑出木板時(shí)的速度?

(2)隨著F的增大,當(dāng)外力F的值取多大時(shí),m恰好不能從M右端滑出?并指出圖象中該狀態(tài)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)?

(3)求出圖象中D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的外力F的值并寫(xiě)出DE段1/s-F的函數(shù)表達(dá)式?

【答案】(1)v1 = 10/3 m/s v2 = 4/3 m/s 2F = 1N 31/s = (F + 3) /8

【解析】(1)F=0時(shí),m和M系統(tǒng)動(dòng)量守恒

m v0 = m v1 + M v2

m v02 -m v1 2+ M v22)= μmgs

將M=0.5kg、m=1kg、v0=4m/s 、s=1代入,

得: v1 = 2m/s、 v2 = 4m/s (不符合情況,舍去)

v1 = 10/3 m/s 、 v2 = 4/3 m/s (符合題意)

(2)要使m恰好不從M上滑出,臨界情況下,當(dāng)m滑到M右端瞬間,兩者速度相等

a = μg = 2 m/s2

a = (F+μmg)/M = 2F + 4 m/s2

a = 2F + 6 m/s2

v0 = 4 m/s v = 0 m/s

s = 1 m

v02 = 2 as 得 F = 1N

圖像中B點(diǎn)對(duì)應(yīng)為這種情況

(3)D(C)臨界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的情況是物塊滑至某處時(shí),木板與物塊已達(dá)到速度相同,且之后物塊與木板之間恰達(dá)到最大靜摩擦力

兩者一起加速運(yùn)動(dòng)的臨界加速度為a =μg = 2 m/s2

FD = (m+M)a = 3N

函數(shù)表達(dá)式為 1/s = (F + 3) /8

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是(

A. 物體所受合力為零,機(jī)械能一定守恒

B. 物體所受合力不為零,機(jī)械能一定不守恒

C. 物體受到重力和彈力以外的力作用時(shí),機(jī)械能一定不守恒

D. 物體在重力、彈力以外的力做功不為零時(shí),機(jī)械能一定不守恒

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測(cè)玩具小車(chē)通過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn).所用器材有:玩具小車(chē)、壓力式托盤(pán)秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R0.20 m)

完成下列填空:

(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤(pán)秤上,如圖7(a)所示,托盤(pán)秤的示數(shù)為1.00 kg

(2)將玩具小車(chē)靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí),托盤(pán)秤的示數(shù)如圖(b)所示,該示數(shù)為________kg;

(3)將小車(chē)從凹形橋模擬器某一位置釋放,小車(chē)經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)后滑向另一側(cè).此過(guò)程中托盤(pán)秤的最大示數(shù)為m;多次從同一位置釋放小車(chē),記錄各次的m值如下表所示.

序號(hào)

1

2

3

4

5

m(kg)

1.80

1.75

1.85

1.75

1.90

(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù),可求出小車(chē)經(jīng)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為________N;小車(chē)通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為________m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s2,計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲為DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī))研究加速度和力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。

(1)在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法,應(yīng)保持_____________不變,用鉤碼所受的重力作為___________,用DIS測(cè)小車(chē)的加速度。

(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)測(cè)量。在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫(huà)出aF關(guān)系圖線(如圖乙所示)。

分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是____________________________

此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是____

A.小車(chē)與軌道之間存在摩擦

B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C.所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

D.所用小車(chē)的質(zhì)量太大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(1)某小組測(cè)量木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù),實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.測(cè)量木塊在水平木板上運(yùn)動(dòng)的加速度a.實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶如圖乙所示.從某個(gè)清晰的點(diǎn)O開(kāi)始,每5個(gè)打點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),依次標(biāo)出1、2、3…,量出1、2、3…點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為s1、s2、s3…,從O點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí),1、2、3…點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻分別為t1、t2、t3…,求得,,….作出-t圖象如圖丙所示.圖線的斜率為k,截距為b.則木塊的加速度a=______;b的物理意義是____

(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得木塊的加速度為a,還測(cè)得鉤碼和木塊的質(zhì)量分別為mM,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,則動(dòng)摩擦因數(shù)μ=____

(3)關(guān)于上述實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是____

A.木板必須保持水平

B.調(diào)整滑輪高度,使細(xì)線與木板平行

C.鉤碼的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于木塊的質(zhì)量

D.紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的阻力是產(chǎn)生誤差的一個(gè)因素

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某時(shí)刻,質(zhì)量為2 kg的物體甲受到的合力大小是6 N,速度大小是10 m/s;質(zhì)量為3 kg的物體乙受到的合力大小是5 N,速度大小是10 m/s,則此時(shí)(  )

A. 甲比乙的慣性大 B. 甲比乙的慣性小

C. 甲和乙的慣性一大 D. 無(wú)法判定哪個(gè)物體慣性大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如下圖所示,兩根相距為l的平行直導(dǎo)軌ab、cd,bd間連有一固定電阻R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì).MN為放在abcd上的一導(dǎo)體桿,與ab垂直,其電阻也為R.整個(gè)裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌所在平面(垂直紙面向里).現(xiàn)對(duì)MN施力使它沿導(dǎo)軌方向以速度v水平向右做勻速運(yùn)動(dòng)。令U表示MN兩端電壓的大小,則

A. ,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由d經(jīng)Rb

B. ,流過(guò)固定電阻R的感應(yīng)電流由b經(jīng)Rd

C. MN受到的安培力大小,方向水平向右

D. MN受到的安培力大小,方向水平向左

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】AB兩車(chē)同時(shí)經(jīng)過(guò)甲乙兩地時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),且兩車(chē)在同一平直公路上做勻速直線運(yùn)動(dòng), 此后它們的圖像如圖所示,t=4s時(shí)兩車(chē)相遇。則

A. 甲乙兩地距離為80m B. A、B兩車(chē)的加速度相同

C. AB兩車(chē)將同時(shí)到達(dá)甲乙兩地 D. B車(chē)將停在甲地

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】據(jù)每日郵報(bào)2014418日?qǐng)?bào)道,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)目前宣布首次在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)類(lèi)地行星Kepler-186f。若宇航員乘坐宇宙飛船到達(dá)該行星,進(jìn)行科學(xué)觀測(cè):該行星自轉(zhuǎn)周期為T;宇航員在該行星北極距該行星地面附近h處自由釋放一個(gè)小球(引力視為恒力),落地時(shí)間為t。已知該行星半徑為R,萬(wàn)有引力常量為G,則下列說(shuō)法正確的是

A. 宇宙飛船繞該星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期小于

B. 該行星的平均密度為

C. 如果該行星存在一顆同步衛(wèi)星,其距行星表面高度為

D. 該行星的第一宇宙速度為

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