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如图所示,有同学做实验时不慎将圆柱形试管塞卡于试管底部,该试管塞中轴穿孔.为了拿...

manfen5.com 满分网如图所示,有同学做实验时不慎将圆柱形试管塞卡于试管底部,该试管塞中轴穿孔.为了拿出试管塞而不损坏试管,该同学紧握试管让其倒立由静止开始沿竖直向下做匀加速运动,t=0.20s后立即停止,此时试管下降H=0.80m,试管塞将恰好能从试管口滑出,已知试管总长l=21.0cm,底部球冠的高度h=1.0cm,试管塞的长度为d=2.0cm,设试管塞相对试管壁滑动时受到的摩擦力恒定,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2
求:(1)试管塞从静止开始到离开试管口的总位移
(2)试管塞受到的滑动摩擦力与其重力的比值.
(1)试管塞先与试管一起运动了位移H,试管停止运动后又运动了位移l-h,两段相加求出总位移. (2)试管停止运动后,试管塞做匀减速运动,由题得知,它滑到管口时速度恰好为零.由平均速度公式求出试管停止运动前的速度,根据动能定理求出试管塞受到的滑动摩擦力,得出滑动摩擦力与重力的比值. 【解析】 (1)试管塞开始与试管一起运动了位移:x1=H=0.8m 试管停止运动之后又独立运动了位移:x2=l-h=(0.21-0.01)m=0.20m. 所以试管塞从静止开始到离开试管口的总位移:x=x1+x2=(0.80+0.20)m=1.0m; (2)设试管刚停止运动时,试管塞的速度为v, 由 解得v=8m/s 在试管中做匀减速运动中,由动能定理可得:   解得:Ff=17mg 故滑动摩擦力与重力的比值为17. 答: (1)试管塞从静止开始到离开试管口的总位移为1.0m; (2)试管塞受到的滑动摩擦力与其重力的比值为17.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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