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如图所示,质量为M=1kg的长木板静止在光滑水平面上,现有一质量m=0.5kg的...

如图所示,质量为M=1kg的长木板静止在光滑水平面上,现有一质量m=0.5kg的小滑块(可视为质点)以v0=3m/s的初速度从左端沿木板上表面冲上木板,带动木板一起向前滑动.已知滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度g取10m/s2.求:

(1)滑块在木板上滑动过程中,长木板受到的摩擦力大小f和方向;

(2)滑块在木板上滑动过程中,滑块相对于地面的加速度大小a;

(3)滑块与木板A达到的共同速度v.

 

(1)滑块在木板上滑动过程中,长木板受到的摩擦力大小f为0.5N,方向向右; (2)滑块在木板上滑动过程中,滑块相对于地面的加速度大小a为1m/s2; (3)滑块与木板A达到的共同速度v为1m/s. 【解析】 试题分析:摩擦力的方向与发生相对运动的方向相反,根据滑动摩擦力公式求摩擦力大小; 对木板受力分析,根据牛顿第二定律求滑块的加速度; 根据运动学公式求共同速度. 【解析】 (1)木板所受摩擦力为滑动摩擦力: f=μmg=0.5N 方向向右 (2)由牛顿第二定律得:μmg=ma 得出:a=μg=1m/s2 (3)以木板为研究对象,根据牛顿第二定律:μmg=Ma′ 可得出木板的加速度a′=0.5m/s2 设经过时间t,滑块和长木板达到共同速度v,则满足: 对滑块:v=v0﹣at 对长木板:v=a′t 由以上两式得:滑块和长木板达到的共同速度:v=1m/s 答: (1)滑块在木板上滑动过程中,长木板受到的摩擦力大小f为0.5N,方向向右; (2)滑块在木板上滑动过程中,滑块相对于地面的加速度大小a为1m/s2; (3)滑块与木板A达到的共同速度v为1m/s.
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考点分析:
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一光滑斜面固定在水平地面上,用平行于斜面的力F拉质量为m的物体,可使它匀速向上滑动,如图所示、若改用大小为3F的力,仍平行于斜面向上拉该物体,让物体从底部由静止开始运动、已知斜面长为L,物体的大小可以忽略、求:

1)在3F力的作用下,物体到达斜面顶端时的速度;

2)要使物体能够到达斜面顶端,3F力作用的时间至少多长?

 

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春节放假期间,全国高速公路免费通行,小轿车可以不停车通过收费站,但要求小轿车通过收费站窗口前x0=9m区间的速度不超过v0=6m/s.现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以v=20m/sv=34m/s的速度匀速行驶,甲车在前,乙车在后.甲车司机发现正前方收费站,开始以大小为a=2m/s2的加速度匀减速刹车.

1)甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章;

2)若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前9m处的速度恰好为6m/s,乙车司机在发现甲车刹车时经t0=0.5s的反应时间后开始以大小为a=4m/s2的加速度匀减速刹车.为避免两车相撞,且乙车在收费站窗口前9m区不超速,则在甲车司机开始刹车时,甲、乙两车至少相距多远?

 

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如图所示,放在粗糙斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态,轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻质弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点.轻质弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ=60°,斜面倾角α=30°,物块AB的质量分别为mA=5kgmB=1.5kg,弹簧的劲度系数为k=500N/m,重力加速度g=10m/s2.求

1)弹簧的伸长量x

2)物块A受到的摩擦力f的大小和方向.

 

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如图1所示为探究滑块加速度与力、质量的关系实验装置图.滑块置于一端带有定滑轮的长木板上,左端连接纸带,纸带穿过电火花打点计时器.滑块的质量为m1,托盘(及砝码)的质量为m2

1)下列说法正确的是_________

A.为平衡滑块与木板之间的摩擦力,应将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂托盘(及砝码)的情况下使滑块恰好做匀速运动

B.每次改变滑块质量时,应重新平衡摩擦力

C.本实验m2应远大于m1

D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作a图象

2)实验中,得到一条打点的纸带,如图2所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1x2x3x4已量出,则计算滑块加速度的表达式为a=______

3)某同学在平衡摩擦力后,保持滑块质量不变的情况下,通过多次改变砝码重力,作出滑块加速度a与砝码重力F(未包括托盘)的图象如图3所示,若牛顿第二定律成立,重力加速度g=10m/s2,则滑块的质量为______kg,托盘的质量为_______kg.(结果保留两位有效数字)

4)如果砝码的重力越来越大,滑块的加速度不能无限制地增加,会趋近于某一极限值,此极限值为_______

 

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某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系的步骤如下:

A.将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧;

B.弹簧自然悬挂,待弹簧静止时,长度计为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次L1L6,数据如下表:

代表符号

L0

Lx

L1

L2

L3

L4

L5

L6

数值(cm

25.35

27.35

29.35

31.30

33.4

35.35

37.40

39.30

 

C.根据数据计录表格作出如下的图线,纵轴是砝码的质量m,横轴是弹簧长度与Lx的差值x

回答如下问题:

1)表中有一个数值记录不规范,代表符号为______

2)由图可知弹簧的劲度系数为______N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为_______g(结果均保留两位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2).

 

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