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中新社上海9月6日电 (记者 宗晨亮)中国空间技术研究院副院长李明6日在此间透露,承担中国探月计划第三期工程的“嫦娥三号”,将实验包括月球表面软着陆、月夜生存等在内的多项深空探测关键技术,为了科研的需要,假设我国月球车在月球表面为了推一个石块,现将其等效成一个物体在斜面上的模型.物体在倾角为θ的斜面上,物体受到月球车手臂力的作用而静止,已知物体重G.
(1)若斜面光滑,保持物体A静止,则求月球车对物体A的力的最小值;
(2)物体与斜面间粗糙,物体与斜面的动摩擦系数µ,可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.现月球车对物体A一个水平向右的力,仍能保持物体A静止,则水平力的范围.

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(1)分析物体A的受力情况,运用作图法分析月球车对物体A的力取得最小值的条件,再由平衡条件求出最小值. (2)当物体A恰好向上滑动时,水平力最大,此时物体受到的静摩擦力沿斜面向下达到最大;当物体A恰好向下滑动时,水平力最小,此时物体受到的静摩擦力沿斜面向上达到最大.根据平衡条件和摩擦力公式列方程求解水平力的范围. 【解析】 (1)分析物体A的受力情况:重力、斜面的支持力和月球车的作用力,运用作图法如图,分析得知,当月球车的作用力沿斜面向上时最小.根据平衡条件得     月球车对物体A最小的作用力Fmin=mgsinθ (2)当物体A恰好向上滑动时,水平力最大,此时物体受到的静摩擦力沿斜面向下达到最大.根据平衡条件得     F1cosθ=f1cosθ+mgsinθ     F1sinθ+mgcosθ=N1 又f1=μN1, 联立三式得    F1= 当物体A恰好向下滑动时,水平力最小,此时物体受到的静摩擦力沿斜面向上达到最大. 同理可得,F的最小值为F2= 所以,水平力的范围为. 答: (1)若斜面光滑,保持物体A静止,月球车对物体A的力的最小值为mgsinθ; (2)水平力的范围为.
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考点分析:
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A.只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉至O点,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向,按同标度做出这个拉力F′的图示;
B.用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方向,并记下两个弹簧测力计的读数;
C.比较一下,力F′与用平行四边形定则求出的合力F大小和方向是否在误差允许范围内相同.
D.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,让结点到达某一位置O;
E.把白纸钉在木板上,并将橡皮条的一端固定在木板上的A点,让两根细绳套拴在橡皮条的另一端(结点);
F.用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两绳套的方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,以F1和F2为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,即为合力F的图示.
G.改变两个力F1、F2的大小和夹角,再重复实验两次.
(1)将上述步骤,按实际操作的先后顺序填在下面:
                           
(2)在本实验中,用F表示理论合力,F′表示实验测出的合力,则下面的两个图中,比较符合实验事实的是   
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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