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如图,固定于竖直面内的粗糙斜杆,在水平方向夹角为30°,质量为m的小球套在杆上,...

如图,固定于竖直面内的粗糙斜杆,在水平方向夹角为30°,质量为m的小球套在杆上,在大小不变的拉力作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端,为使拉力做功最小;
求(1)拉力F与杆的夹角a
(2)拉力F的大小.

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要确定拉力做功最小的条件,要分析小球受到的各个力及做功情况:重力做负功,弹力不做功,拉力F做正功,又因小球做匀速运动,动能的变化为零,那么只要摩擦力不做功,即摩擦力为零,则拉力F做功最小,然后正交分解小球受到的各力,列力的平衡方程解答即可求出答案. 【解析】 【解析】 ∵小球匀速运动,由动能定理得;WF+Wf-WG=0      要使拉力做功最小则Wf=0,即摩擦力为0.      分析小球受的各力然后正交分解列方程:      垂直斜面方向:Fsinα=mgcos30°      沿斜面方向:Fcosα=mgsin30°      解以上两方程得:α=60°,F=mg  答:(1)拉力F与杆的夹角为60°;      (2)拉力F的大小为mg.
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考点分析:
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在“探究弹簧弹力大小与伸长量的关系”实验中,甲、乙两位同学选用不同的橡皮绳代替弹簧,为测量橡皮绳的劲度系数,他们在橡皮绳下端面依次逐个挂下钩码(每个钩码的质量均为m=0.1kg,取g=10m/s2),并记录绳下端的坐标X(下标i表示挂在绳下端钩码个数).然后逐个拿下钩码,同样记录绳下端面的坐标X,绳下端面坐标的值Xi=(X加+X减)/2的数据如下表:
挂在橡皮绳下端的钩码个数橡皮绳下端的坐标(X/mm)
1216.5216.5
2246.7232.0
3284.0246.5
4335.0264.2
5394.5281.3
6462.0301.0
(1)同一橡皮绳的X______X(大于、小于或等于);
(2)______同学的数据更符合实验要求(甲或乙);
(3)选择乙同学的数据用作图法求出该橡皮绳的劲度系数k(N/m).
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在探究合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳.实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条.
①实验 对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的______ (填字母代号)
A.将橡皮条拉伸相同长度即可
B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
②同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是______(填字母代号)
A.两细绳必须等长
B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些.
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某同学在做用单摆测定重力加速度的实验中,用游标为50分度的卡尺测量小球的直径,结果如图所示.由图可知小球的直径为______

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如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是μmg.现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对m的最大拉力为( )
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D.3μmg
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如图甲所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m和M(m:M=1:2)的物块A、B用轻弹簧相连,两物块与水平面间的动摩擦因数相同.当用水平力F作用于B上且两块共同向右加速运动时,弹簧的伸长量为x1;当用同样大小的力F竖直加速提升两物块时(如图乙所示),弹簧的伸长量为x2,则x1:x2等于( )
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A.1:1
B.1:2
C.2:1
D.2:3
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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