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19.如圖所示,位于傾斜桌面上的物塊P,由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連,從滑輪到P和Q的兩段繩都與桌面平行.已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數都是μ=0.5,Q、P兩物塊的質量都分別是m=1kg,M=2kg,滑輪的質量、滑輪軸上的摩擦都不計.桌面的傾角θ=37°,若用沿桌面方向的力F拉P
(1)使它以加速度a=1m/s2運動,則F的大?g=10m/s2
(2)若P的長度為L=2m,Q可以視為質點,最初Q在P的最下墻,且均靜止.則P、Q多久開始分離?

分析 (1)分別以Q和為研究對象作出受力示意圖,根據牛頓第二定律求解繩子拉力和拉力F大小;
(2)設經過t時間分離,根據位移時間關系列方程求解.

解答 解:(1)設繩子拉力為T,以Q為研究對象,受力如圖1所示,
根據牛頓第二定律可得:T-f1-mgsinθ=ma,
其中f1=μmgcosθ,
解得:T=11N;
以P為研究對象進行受力分析如圖2所示,
沿斜面方向根據牛頓第二定律可得:F-f′1-f2-T=Ma,
其中:f′1=μmgcosθ,f2=μ(M+m)gcosθ,
聯立解得:F=29N;
(2)設經過t時間分離,根據位移時間關系可得:
$\frac{1}{2}a{t}^{2}+\frac{1}{2}a{t}^{2}=L$,
解得:t=$\sqrt{2}$s.
答:(1)使它以加速度a=1m/s2運動,則F的大小為29N;
(2)若P的長度為L=2m,則P、Q經過$\sqrt{2}$s開始分離.

點評 對于牛頓第二定律的綜合應用問題,關鍵是弄清楚物體的運動過程和受力情況,利用牛頓第二定律或運動學的計算公式求解加速度,再根據題目要求進行解答;知道加速度是聯系靜力學和運動學的橋梁.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖所示為某質點運動的速度-時間圖象,則該質點( 。
A.一定做曲線運動B.可能做拋體運動
C.一定做直線運動D.可能做勻速圓周運動

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.如圖所示,表面絕緣的圓環(huán)P內切于單匝正方形線圈Q,僅在圓環(huán)P內均勻分布著方向垂直圓環(huán)所在平面的磁場,P、Q用相同規(guī)格的電阻絲制成.現使磁場的磁感應強度B隨時間t均勻增大,下列判斷正確的是(  )
A.圓環(huán)P與線圈Q中的感應電流之比為π:4,熱功率之比為π:4
B.圓環(huán)P與線圈Q中的感應電流之比為4:π,熱功率之比為4:π
C.圓環(huán)P與線圈Q中的感應電流之比為4:π,熱功率之比為π:4
D.圓環(huán)P與線圈Q中的感應電流之比為π:4,熱功率之比為4:π

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.下列關于質點處于平衡狀態(tài)的論述,正確的是(  )
A.質點一定不受力的作用
B.質點一定沒有加速度
C.質點一定沒有速度
D.質點保持靜止或處于勻速直線運動狀態(tài)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

14.在雜技表演中,猴子沿豎直桿從頂端向下做初速度為零的勻加速運動,人頂著直桿站在地面上不動.如圖所示.如果桿的長度h=3.6m,經t=1s猴子從桿的最高點滑落至桿的底端.如果人的質量M=60kg,猴子的質量m1=12kg,桿的質量m2=3.0kg,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)猴子下滑過程中受到桿的作用力.
(2)猴子下滑過程中,人對地面的壓力.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.如圖所示,一個質量為m的物體以某一初速度從A點沖上傾角為37°的固定斜面,其運動的加速度大小等于重力加速度g,這個物體在斜面上能上升的最大高度為h,取sin37°=0.6,在這個過程中( 。
A.物體的重力勢能增加了mgh
B.物體的動能減少了mgh
C.物體克服摩擦力做功的功率隨時間均勻減小
D.物體的機械能減少了mgh

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.如圖所示,正方形單匝線框abcd的邊長為L,每邊電阻均為r,線框在磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度ω繞cd軸從圖示位置開始勻速運動,轉軸與磁感線垂直,一理想電壓表用電刷接在線框的c、d兩點上,下列說法正確的是( 。
A.電壓表讀數為$\frac{\sqrt{2}}{2}$BωL2
B.電壓表讀數為$\frac{\sqrt{2}}{8}$BωL2
C.從圖示位置開始計時,流過線框電流的瞬時值表達式為i=$\frac{Bω{L}^{2}}{4r}$sinωt
D.線框從圖示位置轉過$\frac{π}{2}$的過程中,流過cd邊的電荷量為q=$\frac{B{L}^{2}}{r}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.如圖所示的電路中,理想變壓器原線圈接圖示正弦交變電流.閉合S后,額定電壓為20V的用電器正常工作,理想交流電表A的示數為0.1A.已知圖中元件D具有正向電流導通,反向電流截止的作用.下列判斷正確的是( 。
A.交變電流的頻率為100Hz
B.變壓器原副線圈匝數比為11$\sqrt{2}$:1
C.用電器的額定功率為22W
D.在用電器電阻不變的情況下斷開開關S,用電器功率將變?yōu)樵瓉淼囊话?/td>

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.下面列舉的四種儀器或電器中,沒有利用磁場對帶電粒子作用原理的是(  )
A.  回旋加速器B.
         質譜儀
C.
        磁流體發(fā)電機
D.
        示波器

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