如圖所示,將小砝碼置于桌面上的薄紙板上,用水平向右的拉力將紙板迅速抽出,砝碼的移動(dòng)很小,幾乎觀察不到,這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn),若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為m1和m2,各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g.

(1)當(dāng)紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí),求紙板所受摩擦力的大小;

(2)要使紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng),求所需拉力的大小;

(3)本實(shí)驗(yàn)中,m1=0.5 kg,m2=0.1 kg,μ=0.2,砝碼與紙板左端的距離d=0.1 m,取g=10 m/s2.若砝碼移動(dòng)的距離超過l=0.002 m,人眼就能感知.為確保實(shí)驗(yàn)成功,紙板所需的拉力至少多大?


解析:(1)砝碼對(duì)紙板的摩擦力大小為f1=μm1g,桌面對(duì)紙板的摩擦力大小為f2=μ(m1+m2)g紙板所受摩擦力大小f=f1+f2,解得f=μ(2m1+m2)g.

(2)設(shè)砝碼的加速度為a1,紙板的加速度為a2,則

f1=m1a1,F-f1-f2=m2a2,

發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)a2>a1,解得F>2μ(m1+m2)g.

(3)砝碼和紙板運(yùn)動(dòng)過程如圖所示,紙板抽出前,砝碼運(yùn)動(dòng)的距離x1=a1

紙板運(yùn)動(dòng)的距離

d+x1=a2

a1=μg=2 m/s2

a2==,紙板抽出后,砝碼在桌面上做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小仍是μg=2 m/s2,

初速度為a1t1,故采用逆向法處理得:x2=x1,又l=x1+x2

聯(lián)立以上各式可得:F=22.4 N.

答案:(1)μ(2m1+m2)g　(2)F>2μ(m1+m2)g

(3)22.4 N

點(diǎn)評(píng) 本題屬于滑塊、滑板類問題,要畫出草圖,標(biāo)明各物體的位移和有關(guān)物體長(zhǎng)度,從而找出長(zhǎng)度關(guān)系.


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：


在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量的重錘自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，長(zhǎng)度單位：cm，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?sub>．那么：

①紙帶的         端與重物相連（填“左”或“右”）．

②從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中，重力勢(shì)能的減小量為＝        J，物體動(dòng)能的增加量＝         J．（均取兩位有效數(shù)字）

③通過計(jì)算，數(shù)值 與并不相等，這是因?yàn)?u>               ．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，在地面上以速度拋出質(zhì)量為的物體，拋出后物體落在比地面低的海平面上，若以地面為零勢(shì)能參考平面，且不計(jì)空氣阻力，則

A．物體在海平面的重力勢(shì)能為

B．重力對(duì)物體做的功為

C．物體在海平面上的動(dòng)能為

D．物體在海平面上的機(jī)械能為

 


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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖(甲)所示,物體沿斜面由靜止滑下,在水平面上滑行一段距離后停止,物體與斜面和水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,斜面與水平面平滑連接.圖(乙)中分別表示物體速度大小v、加速度大小a、摩擦力大小f和物體運(yùn)動(dòng)路程s隨時(shí)間t變化的關(guān)系.圖(乙)中可能正確的是(　　)

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖,光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m和3m的三個(gè)木塊,其中質(zhì)量為2m和3m的木塊間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連,輕繩能承受的最大拉力為FT.現(xiàn)用水平拉力F拉質(zhì)量為3m的木塊,使三個(gè)木塊一起運(yùn)動(dòng),則以下說法正確的是(　　)

A.質(zhì)量為2m的木塊受到四個(gè)力的作用

B.當(dāng)F逐漸增大到FT時(shí),輕繩剛好被拉斷

C.當(dāng)F逐漸增大到1.5FT時(shí),輕繩還不會(huì)被拉斷

D.輕繩剛要被拉斷時(shí),質(zhì)量為m和2 m的木塊間的摩擦力為FT

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科目：高中物理 來源： 題型：


某個(gè)同學(xué)分別做“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn).如圖(甲)所示是該同學(xué)探究小車加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置,他將光電門固定在水平軌道上的B點(diǎn),用不同重物通過細(xì)線拉同一小車,每次小車都從同一位置A由靜止釋放.

(1)若用游標(biāo)卡尺測(cè)出光電門遮光條的寬度d如圖(乙)所示,則d=　　　　cm;實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間Δt,則小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度為　　　　(用字母表示); 

(2)測(cè)出多組重物的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間Δt,并算出相應(yīng)小車經(jīng)過光電門時(shí)的速度v,通過描點(diǎn)作出線性圖像,研究小車加速度與力的關(guān)系.處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出　　　　(選填“vm”或“v2m”)圖像. 

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，同一物體分別沿斜面AD和BD自頂點(diǎn)由靜止開始下滑，該物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同．在滑行過程中克服摩擦力做的功分別為WA和WB，則  

(　      　)．

A．WA>WB              B．WA＝WB

C．WA<WB              D．無法確定

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科目：高中物理 來源： 題型：


四種電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示．一正電荷q僅在電場(chǎng)力作用下由M點(diǎn)向N點(diǎn)作加速運(yùn)動(dòng)，且加速度越來越大．則該電荷所在的電場(chǎng)是圖中的

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，兩條平行虛線之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，虛線間的距離為l，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，abcd是位于紙面內(nèi)的梯形線圈，ad與bc間的距離也為l，t=0時(shí)刻，bc邊與磁場(chǎng)區(qū)域左邊界重合�，F(xiàn)令線圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁場(chǎng)區(qū)域邊界的方向穿過磁場(chǎng)區(qū)域，取沿a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖線是                            【     】

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