【題目】如圖所示，光滑水平面上靜止放著長(zhǎng)L＝1.6 m，質(zhì)量為M＝3 kg的木板(厚度不計(jì))，一個(gè)質(zhì)量為m＝1 kg的物塊放在木板的最右端，m和M之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，今對(duì)木板施加一水平向右的拉力F，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。（g取10 m/s2)

(1)為使物塊與木板不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，拉力F應(yīng)滿足什么條件？

(2)如果拉力恒定為F＝10 N，為使物塊不從木板上滑下，求拉力的最長(zhǎng)作用時(shí)間？

【答案】F≤4N 0.8s

【解析】

隔離對(duì)小物體分析，求出它的臨界加速度，再對(duì)整體分析，運(yùn)用牛頓第二定律求出拉力的最大值；木板在恒力F的作用下由靜止開始向右加速運(yùn)動(dòng)，滑塊受摩擦力作用相對(duì)地面也向右勻加速滑動(dòng)，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(shí)間內(nèi)木板的速度必大于滑塊的速度，若力F作用一段時(shí)間停止后，木塊繼續(xù)做勻加速運(yùn)動(dòng)，木板做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩者的速度恰好能夠相等并且木塊滑到木板最右端時(shí)達(dá)到下滑的臨界狀態(tài)，這時(shí)木塊相對(duì)于木板的位移為L，則力F作用在木板上的時(shí)間就是最短時(shí)間，對(duì)系統(tǒng)研究，根據(jù)動(dòng)量定理列出時(shí)間與速度的關(guān)系式，根據(jù)動(dòng)能定理列出木板滑行距離速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列出時(shí)間與木板滑行距離與時(shí)間的關(guān)系，再聯(lián)立求解時(shí)間；

解：(1) 設(shè)物塊與木板不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的最大加速度為a

對(duì)小物體由牛頓第二定律：

對(duì)整體由牛頓第二定律得：

解得：

為使物塊與木板不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，拉力F應(yīng)滿足

(2)設(shè)木塊滑到木板最右端速度恰好與木板相同時(shí)，水平力作用的時(shí)間為t，相同速度v，此過(guò)程木板滑行的距離為S

對(duì)系統(tǒng)：根據(jù)動(dòng)量定理得： ①

根據(jù)動(dòng)能定理得： ②

又由牛頓第二定律得到木板加速運(yùn)動(dòng)的加速度為： ③

此過(guò)程木板通過(guò)的位移為： ④

聯(lián)立上述四式得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，物體m與斜面體M一起靜止在水平面上，若將斜面的傾角θ減小一些，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 斜面體對(duì)物體的支持力減小

B. 斜面體對(duì)物體的摩擦力減小

C. 水平面對(duì)斜面體的支持力減小

D. 水平面對(duì)斜面體的摩擦力減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑絕緣的半圓形容器處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電小球在容器邊緣A點(diǎn)由靜止釋放，結(jié)果小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度剛好為零，OB與水平方向的夾角為θ=600，則下列說(shuō)法正確的是( )

A. 小球重力與電場(chǎng)力的關(guān)系是mg=qE

B. 小球在B點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓弧的壓力為2qE

C. 小球在A點(diǎn)和B點(diǎn)的加速度大小相等

D. 如果小球帶負(fù)電，從A點(diǎn)由靜止釋放后，不能沿AB圓弧而運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷分別放在A、B兩處，如圖所示，A處電荷帶正電Q1，B處電荷帶負(fù)電Q2，且Q2=4Q1。另取一個(gè)可以自由移動(dòng)的點(diǎn)電荷Q3，放在直線AB上某處，欲使整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，下列說(shuō)法中正確的是

A. Q3帶負(fù)電，且放于A、B之間

B. Q3帶正電，且放于B右側(cè)

C. Q3帶負(fù)電，且放于A左側(cè)

D. Q3帶正電，且放于A、B之間

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】滑塊a、b的質(zhì)量均為m，a套在固定豎直桿上，與光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通過(guò)鉸鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)摩擦，a、b可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度大小為g.則( )

A. a落地前，輕桿對(duì)b一直做正功

B. a落地時(shí)速度大小為

C. a下落過(guò)程中，其加速度大小始終不大于g

D. a落地前，當(dāng)a的機(jī)械能最小時(shí)，b對(duì)地面的壓力大小為mg

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（題文）物體從某一高處自由落下，落到直立于地面的輕彈簧上，如圖所示。在A點(diǎn)物體開始與彈簧接觸，到B點(diǎn)物體的速度為0，然后被彈簧彈回。下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 物體從A下落到B的過(guò)程中，加速度不斷減小

B. 物體從B上升到A的過(guò)程中，加速度不斷減小

C. 物體從A下落到B的過(guò)程中，加速度先減小后增大

D. 物體從B上升到A的過(guò)程中，加速度先增大后減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端放置一物體（物體與彈簧不連接），初始時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用豎直向上的拉力作用的物體上，使物體開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，拉力與物體位移之間的關(guān)系如圖乙所示（），則下列結(jié)論正確的是（ ）

A．物體的加速度大小為

B．彈簧的勁度系數(shù)為

C．物體的質(zhì)量為

D．物體與彈簧分離時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平放置的金屬板正上方放有一固定的正點(diǎn)電荷Q，一表面絕緣的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn)且不影響Q的電場(chǎng))，從左端以初速度v0滑上金屬板，沿光滑的上表面向右運(yùn)動(dòng)到右端，在該運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（ ）

A. 小球做勻速直線運(yùn)動(dòng) B. 小球先做減速運(yùn)動(dòng)，后做加速運(yùn)動(dòng)

C. 小球的電勢(shì)能保持不變 D. 靜電力對(duì)小球所做的功為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶如下圖所示，A、B、C、D、E、F、是選用的計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打出的點(diǎn)沒(méi)有在圖上標(biāo)出。測(cè)得：其中，，，，，。

（1）每?jī)蓚�(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為______s。

（2）在計(jì)時(shí)器打出計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，小車的速度為______。

（3）計(jì)算出物體的加速度的大小是______。

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