15.如圖,將小砝碼至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,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M和m,各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,砝碼與紙板左端的距離及桌面右端的距離均為d.現(xiàn)用水平向右的恒定拉力F拉動(dòng)紙板,下列說法正確的是( 。
A.紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí),紙板所受摩擦力的大小為μ(M+m)g
B.要使紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng),F(xiàn)一定大于2μ(M+m)g
C.若砝碼與紙板分離時(shí)的速度小于$\sqrt{μgd}$,砝碼不會(huì)從桌面上掉下
D.當(dāng)F=μ(2M+4m)g時(shí),砝碼恰好到達(dá)桌面邊緣

分析 應(yīng)用摩擦力公式求出紙板與砝碼受到的摩擦力,然后求出摩擦力大小.根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,要使紙板相對(duì)于砝碼運(yùn)動(dòng),紙板的加速度應(yīng)大于砝碼的加速度,然后求出拉力的最小值.
當(dāng)F=μ(2M+4m)g時(shí),根據(jù)牛頓第二定律分析求出砝碼和紙板加速度,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出分離時(shí)砝碼的速度,結(jié)合速度位移公式求出砝碼速度減為零的位置,從而判斷出砝碼的位置

解答 解:A、當(dāng)紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí),紙板所受的摩擦力:μ(M+m)g+μMg,故A錯(cuò)誤.
B、設(shè)砝碼的加速度為a1,紙板的加速度為a2,則有:μMg=Ma1,F(xiàn)-μMg-μ(M+m)g=ma2,發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)需要a2>a1,解得:F>2μ(M+m)g,故B正確.
C、若砝碼與紙板分離時(shí)的速度小于$\sqrt{μgd}$,砝碼勻加速運(yùn)動(dòng)的位移小于$\frac{{v}^{2}}{2a}$=$\frac611fh6y{2}$,勻減速運(yùn)動(dòng)的位移小于$\frac{{v}^{2}}{2a′}$=$\frac{μgd}{2μg}$=$\frac6yvce7b{2}$,則總位移小于d,不會(huì)從桌面掉下,故C正確.
D、當(dāng)F=μ(2M+4m)g時(shí),砝碼未脫離時(shí)的加速度a1=μg,紙板的加速度:a2=$\frac{F-μ(M+m)g-μMg}{m}$=3μg,根據(jù)$\frac{1}{2}$a2t2-$\frac{1}{2}$a1t2=d,解得:t=$\sqrt{\fracgtgx66o{μg}}$,則此時(shí)砝碼的速度v=a1t=$\sqrt{μgd}$,砝碼脫離紙板后做勻減速運(yùn)動(dòng),勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小a′=μg,則勻減速運(yùn)動(dòng)的位移:x=$\frac{{v}^{2}}{2a′}$=$\frac{1}{2}$d,而勻加速運(yùn)動(dòng)的位移x′=$\frac{1}{2}$a1t2=$\frac{1}{2}$d,則砝碼恰好到達(dá)桌面邊緣,故D正確.
故選:BCD.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求拉力大小,應(yīng)用摩擦力公式求出摩擦力大小,知道拉動(dòng)物體需要滿足的條件,應(yīng)用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可正確解題.

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:選擇題

5.如圖所示,固定在斜面下端與半徑為R的圓軌道平滑連接,現(xiàn)使小球從斜面上某高處由靜止釋放,不計(jì)一切摩擦,則要使小球不在圓軌道上(端點(diǎn)除外)脫離圓軌道,其釋放的高度h為( 。
A.h≥2.5RB.h≥2RC.h≥2.5R或h≤RD.2R≤h≤2.5R或h≤R

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.光滑水平面上有一質(zhì)量為M=2kg的足夠長的木板,木板上最有右端有一大小可忽略、質(zhì)量為m=3kg的物塊,物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.開始時(shí)物塊和木板都靜止,距木板左端L=2.4m處有一固定在水平面上的豎直彈性擋板P.現(xiàn)對(duì)物塊施加一水平向左外力F=6N,若木板與擋板P發(fā)生撞擊時(shí)間極短,并且撞擊時(shí)無動(dòng)能損失,物塊始終未能與擋板相撞,求:
(1)木板第一次撞擊擋板P時(shí)的速度v為多少?
(2)木板從第一次撞擊擋板P到運(yùn)動(dòng)至右端最遠(yuǎn)處所需的時(shí)間t1及此時(shí)物塊距木板右端的距離x為多少?
(3)木板與擋板P會(huì)發(fā)生多次撞擊直至靜止,而物塊一直向左運(yùn)動(dòng).每次木板與擋板P撞擊前物塊和木板都已相對(duì)靜止,最后木板靜止于擋板P處,求木板與物塊都靜止時(shí)物塊距木板最右端的距離x為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.一物體靜止在水平面上,物體與水平面之間的滑動(dòng)摩擦力為0.5N(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力).現(xiàn)對(duì)物體施加一個(gè)大小變化、方向不變的水平拉力F,使物體在水平面上運(yùn)動(dòng)了3s的時(shí)間.為使物體在3s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移最大,力F隨時(shí)間變化情況應(yīng)該為下面四個(gè)圖中的哪一個(gè)(g取10m/s2)( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

10.滑塊的重力為G=20N,當(dāng)木板的傾角為α=37°時(shí),滑塊恰能勻速下滑.求:
(1)勻速下滑時(shí)滑塊受到的支持力N和摩擦力f大小;
(2)滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因素μ的值;
(3)用一沿斜面向上的力F可拉滑塊勻速上滑,此F的大。
(已知sin37°≈0.6,cos37°≈0.8)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖所示,某段滑雪雪道傾角為30°,總質(zhì)量為m的滑雪運(yùn)動(dòng)員從距底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑,加速度為$\frac{1}{3}$g運(yùn)動(dòng)員從上向下滑到底端的過程中( 。
A.合外力做功為$\frac{1}{3}$mghB.增加的動(dòng)能為$\frac{2}{3}$mgh
C.克服摩擦力做功為$\frac{1}{3}$mghD.減少的機(jī)械能為$\frac{1}{6}$mgh

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,斜面傾角為37°,物體1放在斜面擋板處,物體1和斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,一根很長的不可伸長輕質(zhì)繩跨過光滑輕質(zhì)定滑輪一端固定在1上、另一端固定在物體2上,物體2下端固定一長為h的輕繩,輕繩下端拴在物體3上,物體1、2、3的質(zhì)量之比為4:1:5,開始時(shí)托住3,3到地面的高度為h,此時(shí)各段繩剛好拉緊,物體落地后不反彈,g取10m/s2,物體3從靜止突然釋放后物體1沿斜面上滑的最大距離為( 。
A.3hB.$\frac{7}{3}$hC.2hD.$\frac{4}{3}$h

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖所示,與水平地面夾角為銳角的斜面底端 A 向上有三個(gè)等間距點(diǎn) B、C和D,即AB=BC=CD.小滑塊 P 以初速 v0從A 出發(fā),沿斜面向上運(yùn)動(dòng).先設(shè)置斜面與滑塊間處處無摩擦,則滑塊到達(dá)D位置剛好停下,而后下滑.若設(shè)置斜面 AB部分與滑塊間有處處相同的摩擦,其余部位與滑塊間仍無摩擦,則滑塊上行到C位置剛好停下,而后下滑.滑塊下滑到B位置時(shí)速度大小和回到 A 端時(shí)速度大小分別為( 。
A.$\frac{{\sqrt{3}}}{3}{v_0}$  $\frac{1}{2}{v_0}$B.$\frac{{\sqrt{3}}}{3}{v_0}$  $\frac{{\sqrt{3}}}{3}{v_0}$C.$\frac{1}{2}{v_0}$  $\frac{{\sqrt{3}}}{3}{v_0}$D.$\frac{{\sqrt{3}}}{6}{v_0}$ $\frac{{\sqrt{3}}}{3}{v_0}$

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

5.時(shí)間和時(shí)刻是不同的概念.在①第3s初、②第3s末、③第3s內(nèi)、④3s內(nèi)、⑤前3s內(nèi)、⑥后3s中,屬于時(shí)刻概念的是①②,屬于時(shí)間概念的是③④⑤⑥.(填序號(hào))

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