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(10分)如图所示,长L=1.5 m、质量M=3 kg的木板静止放在水平面上,质...

(10分)如图所示,长L=1.5 m、质量M=3 kg的木板静止放在水平面上,质量m=1 kg 的小物块(可视为质点)放在木板的右端,木板和物块间的动摩擦因数μ1=0.1,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2。现对木板施加一水平向右的恒定拉力F,取g=10 m/s2.

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(1)求使物块不掉下去的最大拉力F0(物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力).

(2)如果拉力F=21 N恒定不变,则小物块所能获得的最大速度是多少?

 

(1)12 N(2)1 m/s 【解析】(1)物块刚好不掉下去,则物块与木板达到最大静摩擦力,且具有相同的最大加速度a1.对物块,a1==μ1g=1 m/s2 对整体:F0-μ2(M+m)g=(M+m)a1 故F0=μ2(M+m)g+(M+m)a1=12 N. (2)当拉力F=21 N>F0时,物块相对木板滑动. 对木板,加速度a2==4 m/s2 设小物块滑离时经历的时间为t,则: a2t2-a1t2=L      故t=1 s 此时vm=a1t=1 m/s. 本题考查牛顿第二定律的应用,物体刚好不掉下去说明两者间的相互作用力为最大静摩擦力,可以以物块为研究对象,摩擦力提供加速度,在刚好发生相对滑动时,可以以整体为研究对象,整体的加速度等于各部分加速度,由此可求得拉力F的大小,当拉力大于这个值得时候两者发生相对滑动,再分别以两个物体为研究对象,由牛顿第二定律求加速度,再由运动学公式求解
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(8分)如图所示,传送带与地面成夹角θ=30°,以5m/s的速度顺时针转动,在传送带下端A处轻轻地放一个质量m=2㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=6ec8aac122bd4f6e,已知传送带从A到传送带顶端B的长度L=15m,物体从A运动到B的过程中,

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(1)所需要的时间为多少?

(2)传送带对物体所做的功是多少?

 

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(8分)摩托车先由静止开始以6ec8aac122bd4f6e m/s2的加速度做匀加速运动,后以最大行驶速度25 m/s匀速运动,追赶前方以15 m/s的速度同向匀速行驶的卡车.已知摩托车开始运动时与卡车的距离为1000 m,则:

(1)追上卡车前,二者相隔的最大距离是多少?

(2)摩托车经过多长时间才能追上卡车?

 

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在“探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系”时,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出.

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(1)当M与m的大小关系满足_________时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.  

(2)一组同学在先保持盘及盘中砝码的质量一定,探究加速度与质量的关系,以下做法错误的是________.

A.平衡摩擦力时,不应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上

B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力

C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源

D.小车运动的加速度可用天平测出m以及小车的质量M,直接用公式a=6ec8aac122bd4f6e求出.

(3)在保持小车及车中砝码的质量M一定,探究加速度与所受合外力的关系时,由于平衡摩擦力时操作不当,某同学得到的a-F关系如图所示(a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力).其原因                                                

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某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验时,将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂,测出其自然长度;然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示.若实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,由图可知该弹簧的自然长度为______cm;该弹簧的劲度系数为______N/m.

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某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动,他将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,实验时得到一条纸带.如图所示,他在纸带上便于测量的地方选取第1个计时点,在这点下标明A,第6个点下标明B,第11个点下标明C,第16个点下标明D,第21个点下标明E.测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56 cm,CD长为11.15 cm,DE长为13.73 cm,则打C点时小车的瞬时速度大小为_________m/s,小车运动的加速度大小为_________m/s2,AB的距离应为_________cm。(本题答案全部保留2位有效数字)

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