分析 (1)對小球受力分析,受已知力、重力、細線的拉力,根據(jù)平衡條件列式求解;
(2)對小球和滑塊整體受力分析,受已知力、重力、彈力和摩擦力,根據(jù)共點力平衡條件列式求解;
(3)以整體為研究對象,水平方向根據(jù)牛頓第二定律求解F的表達式,再根據(jù)數(shù)學知識求極值.
解答 解:(1)m處于平衡狀態(tài),其合力為零.
以m為研究對象,由平衡條件得:
水平方向 Fcos60°-FTcosθ=0 ①
豎直方向Fsin60°-FTsinθ-mg=0 ②
解得:θ=30°
(2)M、m整體處于靜止狀態(tài),可看做整體,系統(tǒng)所受合力為零.
以M、m整體為研究對象.由平衡條件得
水平方向Fcos60°-μFN=0 ③
豎直方向FN+Fsin60°-Mg-mg=0 ④
由③④得μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$;
(3)以整體為研究對象,水平方向根據(jù)共點力的平衡條件可得:Fcosα=μ[(m+M)g-Fsinα],
解得:F=$\frac{μ(M+m)g}{cosα+μsinα}$=$\frac{μ(M+m)g}{\sqrt{{μ}^{2}+1}(\frac{1}{\sqrt{{μ}^{2}+1}}cosα+\frac{μ}{\sqrt{{μ}^{2}+1}}sinα)}$
令sinβ=$\frac{1}{\sqrt{{μ}^{2}+1}}$,則cosβ=$\frac{μ}{\sqrt{{μ}^{2}+1}}$,解得sinβ=$\frac{\sqrt{3}}{2}$,則β=60°;
則得F=$\frac{μ(M+m)g}{\sqrt{{μ}^{2}+1}sin(α+β)}$,當α+β=90°時F最小,所以α=30°.
答:(1)輕繩與水平方向的夾角為30°;
(2)木塊M與水平桿間的動摩擦因數(shù)為$\frac{\sqrt{3}}{3}$;
(3)當α為30°時,使球和木塊一起向右勻速運動的拉力最。
點評 本題主要是考查了牛頓第二定律的知識;利用牛頓第二定律答題時的一般步驟是:確定研究對象、進行受力分析、進行正交分解、在坐標軸上利用牛頓第二定律建立方程進行解答;注意整體法和隔離法的應(yīng)用.
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 該光電池的電動勢為h$\frac{c}{eλ}-\frac{W}{e}$ | B. | 將a和b短接時的電流$\frac{eληE}{hc}$ | ||
C. | 極板A為該光電池的正極 | D. | 極板B為該光電池的正極 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 3t0時刻的瞬時功率為$\frac{15{F}_{0}^{2}{t}_{0}}{m}$ | |
B. | 3t0時刻的瞬時功率為$\frac{5{F}_{0}^{2}t}{m}$ | |
C. | 在t=0到3t0這段時間內(nèi),水平力的平均功率為$\frac{25{F}_{0}^{2}{t}_{0}}{6m}$ | |
D. | 在t=0到3t0這段時間內(nèi),水平力的平均功率為$\frac{23{F}_{0}^{2}{t}_{0}}{4m}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 奧斯特首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng) | |
B. | 法拉第總結(jié)出了影響感應(yīng)電動勢大小的因素 | |
C. | 楞次總結(jié)出了感應(yīng)電流方向所應(yīng)滿足的規(guī)律 | |
D. | 安培首先提出了電場和電場線的概念 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | h=15m,υ0=5m/s | B. | h=15m,υ0=8m/s | C. | h=30m,υ0=10m/s | D. | h=40m,υ0=10m/s |
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