14．如圖所示，粗糙水平面上放置一個小物塊，在力F作用下沿水平面向右加速運(yùn)動．在保持力F大小不變的情況下，發(fā)現(xiàn)當(dāng)F水平向右或與水平面成60°夾角斜向上時，物塊的加速度相同．求：
（1）物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ．
（2）若保持力F與水平面成60°夾角斜向上，從靜止起拉動物塊，物塊沿水平面向右移動s=5$\sqrt{3}$m的時間為t．改變F的大小重復(fù)上述過程，時間t的最小值為多少？

分析 （1）當(dāng)拉力水平時，以及拉力斜向上時，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度的表達(dá)式，抓住加速度相等求出物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)．
（2）F的方向不變，改變拉力的大小，當(dāng)加速度最大時，所用的時間最短，抓住物體不能離開水平面，求出最大拉力，從而得出最大加速度，結(jié)合位移時間公式求出時間的最小值．

解答 解：（1）水平拉時，根據(jù)牛頓第二定律有：F-μmg=ma，
右上拉時，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)cos60°-μ（mg-Fsin60°）=ma，
聯(lián)立上述兩式，代入數(shù)據(jù)解得μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$．
（2）時間t最小，則要求加速度最大，即F最大
物塊沿水平面運(yùn)動則F的豎直分力不超過重力
F最大滿足mg=$\frac{\sqrt{3}}{2}$F，
根據(jù)$\frac{F}{2}=ma$，s=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$得，
代入數(shù)據(jù)解得t=$\sqrt{3}$s
答：（1）物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為$\frac{\sqrt{3}}{3}$；
（2）時間t的最小值為$\sqrt{3}s$．

點評 本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式的基本運(yùn)用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動學(xué)的橋梁，注意在第二問中，拉力有最大值，不能使得物塊離開水平面．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．如圖xoy平面內(nèi)有向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T，在y軸上有一粒子源，坐標(biāo)為（0，0.2m），粒子源可以在xoy平面內(nèi)向各個方向均勻射出質(zhì)量m=6.4×10-27kg、帶電量q=+3.2×10-19C、速度v=1.0×106m/s的帶電粒子，一足夠長薄感光板從圖中較遠(yuǎn)處沿x軸負(fù)方向向左緩慢移動，其下表面和上表面先后被粒子擊中并吸收粒子，不考慮粒子間的相互作用，（取π=3），求：

（1）帶電粒子在磁場中運(yùn)動的半徑及下表面被粒子擊中時感光板左端點位置；
（2）在整個過程中擊中感光板的粒子運(yùn)動的最長時間；
（3）當(dāng)薄板左端運(yùn)動到（-0.2m，0）點的瞬間，擊中上、下板面的粒子數(shù)之比．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．關(guān)于元電荷，下述正確的是（　　）
A．點電荷就是元電荷B．元電荷就是正電子
C．元電荷是帶電量為1C的電荷D．自然界中已知的最小電荷量

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

2．如圖，一根粗細(xì)均勻、電阻為R的電阻絲做成一個半徑為r的圓形導(dǎo)線框，豎直放置在水平勻強(qiáng)磁場中，磁感強(qiáng)度為B，線框平面與磁場方向垂直．現(xiàn)有一根質(zhì)量為m、電阻不計的導(dǎo)體棒，自圓形線框最高點由靜止釋放，棒在下落過程中始終與線框保持良好接觸．已知下落距離為$\frac{r}{2}$時，棒的速度大小為υ1，下落到圓心O時棒的速度大小為υ2，忽略摩擦及空氣阻力，則（　�。�
A．導(dǎo)體棒下落距離為$\frac{r}{2}$時，棒中感應(yīng)電流的大小為$\frac{9\sqrt{3}}{2R}$Brv1
B．導(dǎo)體棒下落距離為$\frac{r}{2}$時，棒中加速度的大小為g-$\frac{27{B}^{2}{r}^{2}{v}_{1}}{2mR}$
C．導(dǎo)體棒下落到圓心時，整個線框的發(fā)熱功率為$\frac{{B}^{2}{r}^{2}{{v}_{2}}^{2}}{R}$
D．導(dǎo)體棒從開始下落到經(jīng)過圓心的過程中，整個線框產(chǎn)生的熱量為mgr-$\frac{1}{2}$mv22

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．在“觀察水波的干涉”實驗中得到如圖所示的干涉圖樣．O1、O2為波源，實線表示波峰，虛線為P位置與波源連線，且O1P=O2P．
（1）P點是振動加強(qiáng)點（選填“加強(qiáng)”或“減弱”）．
（2）（單選題） 若有一小紙片被輕放在P點浮于水面上，則此后紙片運(yùn)動情況是D
（A）一定沿箭頭A方向運(yùn)動          （B）一定沿箭頭B方向運(yùn)動
（C）一定沿箭頭C方向運(yùn)動          （D）在P點處隨水面上下運(yùn)動．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

19．如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1：5，導(dǎo)線電阻不計．原線圈兩端的交變電壓為u=20$\sqrt{2}$sin100πt（V），氖泡在兩端電壓達(dá)到100V時開始發(fā)光，下列說法中正確的有（　�。�
A．開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為50Hz
B．開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100V
C．開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變大
D．開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，行程超過百米．電梯的簡化模型如圖甲所示．考慮到安全、舒適、省時等因素，電梯的加速度a是隨時間t變化的．已知電梯在t=0時由靜止開始上升，a-t圖象如圖乙所示．電梯總質(zhì)量m=2.0×103kg．忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2．

（1）求電梯在上升過程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2；
（2）類比是一種常用的研究方法．對于直線運(yùn)動，教科書中講解了由v-t圖象求位移的方法．請你借鑒此方法，對比加速度和速度的定義，根據(jù)圖乙所示a-t圖象，求電梯以最大速率上升時，拉力做功的功率P？

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．如圖甲所示，兩根間距=1.0m、電阻不計的足夠長平行金屬導(dǎo)軌ab、cd水平放置，一端與阻值R=2.0Ω的電阻相連．質(zhì)量m=0.2kg的導(dǎo)體棒ef在恒定外力F作用下由靜止開始運(yùn)動，已知導(dǎo)體棒與兩根導(dǎo)軌間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力均為f=1.0N，導(dǎo)體棒電阻為r=10Ω，整個裝置處于垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場B中，導(dǎo)體棒運(yùn)動過程中加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示（取g=10m/s2）．求：

（1）當(dāng)導(dǎo)體棒速度為v時，棒所受安培力F安的大�。ㄓ妙}中字母表示）．
（2）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B．
（3）若ef棒由靜止開始運(yùn)動距離為S=6.9m時，速度已達(dá)v′=3m/s．求此過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．2015年莫斯科世錦賽上，我國男子短道速滑隊時隔15年再次站到5000m接力的冠軍頒獎臺上．觀察發(fā)現(xiàn)，“接棒”的運(yùn)動員乙前面，并且開始向前滑行，待乙追上甲時，乙猛推甲，甲獲得更大的速度向前沖出．在乙推甲的過程中，忽略運(yùn)動員與冰面間在水平方向上的相互作用，則（　�。�
A．甲對乙的作用力與乙對甲的作用力相同
B．甲對乙的作用力一定做正功，乙的動能增大
C．乙對甲的作用力一定做正功，甲的動能增大
D．甲的動能增加量一定等于乙的動能減少量

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