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【題目】如圖所示,光滑水平面上放著長為L=1.6m,質量為M=3.0kg的木板,一個質量為m=1.0kg的小木塊放在木板的最右端,m與M之間的木擦因數(shù)μ=0.1,今對木板施加一水平向右的拉力F.

(1)施力F后,要想把木板從木塊m的下方抽出來,求力F的大小應滿足的條件;
(2)如果所施力F=10N,為了把木板從m的下方抽出來,此力的作用時間不得少于多少?(g取10m/s2

【答案】
(1)解:當m剛開始滑動時,加速度a=μg,

對整體分析,F(xiàn)=(M+m)a=4×0.1×10N=4N.

所以F>4N時,木板才能從木塊m的下方抽出來

答:力F的大小應滿足的條件是F>4N


(2)解:設木塊滑到木板最左端速度恰好與木板相同時,水平力作用的時間為t,相同速度v,此過程木板滑行的距離為S.

對系統(tǒng):

根據(jù)動量定理得

Ft=(M+m)v ①

根據(jù)動能定理得

FS﹣μmgL=

又由牛頓第二定律得到木板加速運動的加速度為

此過程木板通過的位移為S=

聯(lián)立上述四式得t=0.8s

答:力的作用時間不得少于0.8s


【解析】(1)根據(jù)牛頓第二定律求出m剛好開始滑動時,運用整體法求出拉力F的大小,從而求出拉力F的范圍.(2)題中木板在恒力F的作用下由靜止開始向右加速運動,滑塊受摩擦力作用相對地面也向右勻加速滑動,由牛頓第二定律求出木板的加速度大于滑塊的加速度.所以在力F作用時間內木板的速度必大于滑塊的速度,若力F作用一段時間停止后,木塊繼續(xù)做勻加速運動,木板做勻減速運動,當兩者的速度恰好能夠相等并且木塊滑到木板最左端時達到下滑的臨界狀態(tài),這時木塊相對于木板的位移為L,則力F作用在木板上的時間就是最短時間.對系統(tǒng)研究,根據(jù)動量定理列出時間與速度的關系式,根據(jù)動能定理列出木板滑行距離速度,由運動學公式列出時間與木板滑行距離與時間的關系,再聯(lián)立求解時間.
【考點精析】掌握動能定理的綜合應用是解答本題的根本,需要知道應用動能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時間的動力學問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷.

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,粗糙的地面上放著一個質量M=1.5kg的斜面,斜面部分光滑,底面與地面的動摩擦因數(shù)μ=0.2,傾角θ=37°,在固定在斜面的擋板上用輕質彈簧連接一質量m=0.5kg的小球,彈簧勁度系數(shù)k=200N/m,現(xiàn)給斜面施加一水平向右的恒力F,使整體向右以a=1 m/s2的加速度勻加速直線運動.(已知sin37°=0.6、cos37°=0.8,g=10m/s2)

(1)F的大小;

(2)求出彈簧的形變量及斜面對小球的支持力大。

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【題目】某同學用如圖所示的實驗裝置來驗證“力的平行四邊形定則”,彈簧測力計A掛于固定點P,下端用細線掛一重物M。彈簧測力計B的一端用細線系于O點,手持另一端向左拉,使結點O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計AB的示數(shù),并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和拉線的方向。

(1)本實驗用的彈簧測力計示數(shù)的單位為N,圖中A的示數(shù)為_____N。

(2)(單選)下列不必要的實驗要求是________。

A.應測量重物M所受的重力

B.彈簧測力計應在使用前校零

C.拉線方向應與木板平面平行

D.改變拉力,進行多次實驗,每次都要使O點靜止在同一位置

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【題目】如圖所示,左側的光滑斜面與右側木板相連,把質量為m=l kg的滑塊從斜面上高度h=0.1m處由靜止釋放,當右側木板水平放置時,滑塊在水平木板上滑行l(wèi)=0.2m停止.欲使滑塊從左側斜面同一高度由靜止下滑,并將右側的木板向上轉動一個銳角θ,形成斜面,使滑塊在右側木板上最遠滑行0.l m,假設滑塊由左側斜面底端滑上右側木板的瞬間速度大小不變.重力加速度g=10m/s2 . 求:θ的大小及滑塊從沖上右側木板到第一次返回最低點所用的時間.

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【題目】一列火車做勻變速直線運動,一人在軌道旁觀察火車的運動,發(fā)現(xiàn)在相鄰的兩個10s內,列車從他跟前分別駛過8節(jié)車廂和6節(jié)車廂,每節(jié)車廂長8m(連接處長度不計),求:
(1)火車的加速度a;
(2)人開始觀察時火車速度的大小.

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【題目】如圖所示,對兩個電量均為+q的點電荷連線中點O和中垂線上某點P正確的關系是( 。
A.將正電荷從P點移到O點,電場力做正功
B.負電荷在O點電勢能小于在P點的電勢能
C.O點電勢小于P點的電勢
D.O點場強大于P點的場強

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【題目】用一個速度為7.7×104m/s的中子轟擊靜止在勻強磁場中的鋰核(核電荷數(shù)為3,質量數(shù)為6)發(fā)生核反應,生成α粒子及氚核,并放出E的能量.已知α粒子的速度大小為2×104m/s,方向與反應前的中子速度方向相同,如圖所示,設質子質量與中子質量相等.(忽略該反應中由于碰撞和光子輻射而損失的能量)則( 。

A.氚核的速度為1×103m/s,方向與反應前中子的速度方向相反
B.氚核、α粒子在磁場中運動的軌道半徑之比為3:40
C.該反應中中子的動能等于α粒子和氚核動能之和
D.氚核、α粒子在磁場中運動的周期之比為2:3

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【題目】圖所示是一透明的圓柱體的橫截面,其半徑R=20cm,折射率為 ,AB是一條直徑,今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體,試求:

①光在圓柱體中的傳播速度;
②距離直線AB多遠的入射光線,折射后恰經過B點.

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A. 都等于

B. 0

C. 0

D. 0

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