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A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上,如图所示,已知mA=mB=1 kg,轻弹簧的劲...

AB两个木块叠放在竖直轻弹簧上,如图所示,已知mAmB1 kg,轻弹簧的劲度系数为100 N/m。若在木块A上作用一个竖直向上的力F,使木块A由静止开始以2 m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动。取g10 m/s2

(1)求使木块A竖直向上做匀加速运动的过程中,力F的最大值是多少?

(2)若木块A竖直向上做匀加速运动,直到AB分离的过程中,弹簧的弹性势能减少了1.28 J,则在这个过程中力F对木块做的功是多少?

 

(1)12N(2)0.64J 【解析】试题分析:(1)当F=0(即不加竖直向上F力时),设A、B叠放在弹簧上处于平衡时弹簧的压缩量为x,有kx1=(mA+mB)g 解得: 当F≠0时,对B研究,受有重力、弹簧的弹力FT和A对B的压力FN,根据牛顿第二定律有: FT-FN-mBg=mBaB 以木块A为研究对象进行受力分析,在重力、B对A的支持力和拉力作用下做匀加速运动,由牛顿第二定律得:F-mAg+FN=mAa 于是可知,当FN≠0时,AB有共同加速度aB=a,欲使木块A由静止开始以2m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动,随FT减小,FN减小,F逐渐增大,当FN=0时,F有最大值,于是Fm=mAg+mAa=12N (2)由(1)知当FN=0时,A、B开始分离,由FT-FN-mBg=mBaB知,此时,弹簧压缩量为 设A、B开始分离时共同速度为v,由运动学公式得:v2=2a(x1-x2) 解得: 由题知,此过程弹性势能减少了WP=EP=1.28J 设F力功WF,对这一过程应用动能定理得 代入数据解得:WF=0.64J
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考点分析:
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如图所示,水平转台上放有质量均为m的两个小物块A、B,A离转轴中心的距离为L,A、B间用长为L的细线相连。开始时,A、B与轴心在同一直线上,细线刚好被拉直,A、B与水平转台间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:

(1)当转台的角速度达到多大时细线上开始出现张力?

(2)当转台的角速度达到多大时A物块开始滑动?

 

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(10分)有一个冰上滑木箱的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推箱一段时间后,放手让箱向前滑动,若箱最后停在桌上有效区域内,视为成功;若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败。其简化模型如图所示,AC是长度为L1=7 m的水平冰面,选手们可将木箱放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推箱,BC为有效区域。已知BC长度L2=1 m,木箱的质量m=50 kg,木箱与冰面间的动摩擦因数μ=0.1。某选手作用在木箱上的水平推力F=200 N,木箱沿AC做直线运动,若木箱可视为质点,g取10 m/s2。那么该选手要想游戏获得成功,试求:

(1)推力作用在木箱上时的加速度大小;

(2)推力作用在木箱上的时间满足什么条件?

 

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在“探究功与速度变化的关系”实验中,采用如图甲所示装置,水平正方形桌面距离地面高度为h,将橡皮筋的两端固定在桌子边缘上的两点,将小球置于橡皮筋的中点,向左移动距离s,使橡皮筋产生形变,由静止释放后,小球飞离桌面,测得其平抛的水平射程为L。改变橡皮筋的条数,重复实验。

(1)实验中,小球每次释放的位置应________(填“不同”“相同”或“随意”)。

(2)取橡皮筋对小球做功W为纵坐标,为了在坐标系中描点得到一条直线,如图乙所示,应选为________横坐标(选LL2)。若直线与纵轴的截距为b,斜率为k,可求小球与桌面间的动摩擦因数为________(使用题中所给符号表示)。

 

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DIS研究加速度与力的关系的实验装置如图(a)所示,实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F.通过增加钩码的数量,多次测量,可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a﹣F图线,如图(b)所示.

1)图线     (选填“①”“②”) 是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的;

2)在轨道水平时,小车运动的阻力Ff=     N

3)(单选)图(b)中,拉力F较大时,a﹣F图线明显弯曲,产生误差.为避免此误差可采取的措施是    

A.调整轨道的倾角,在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动

B.在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码,使钩码的总质量始终远小于小车的总质量

C.将无线力传感器捆绑在小车上,再将细线连在力传感器上,用力传感器读数代替钩码的重力

D.更换实验中使用的钩码规格,采用质量较小的钩码进行上述实验.

 

 

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如图所示,竖直光滑杆固定不动,套在杆上的轻质弹簧下端固定,将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度处,滑块与弹簧不拴接。现由静止释放滑块,通过传感器测量到滑块的速度和离地高度并作出滑块的图象,其中高度从上升到范围内图象为直线,其余部分为曲线,以地面为零重力势能面,取,由图象可知(   

A.小滑块的质量为

B轻弹簧原长为

C.弹簧最大弹性势能为

D小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为

 

 

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