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如图所示,水平桌面上质量为2m的薄木板右端叠放着质量为m的小物块,木板长为L,整...

如图所示,水平桌面上质量为2m的薄木板右端叠放着质量为m的小物块,木板长为L,整体处于静止状态。已知物块与木板间的动摩擦因数为μ,木板与桌面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,求:

1)若小物块初速度为零,使木板以初速度v0沿水平桌面向右运动,求木板刚向右运动时加速度的大小;

2)若对木板施加水平向右的拉力F1,为使木板沿水平桌面向右滑动且与小物块间没有相对滑动,求拉力F1应满足的条件;

3)若给木板施加大小为F2=3μmg、方向沿水平桌面向右的拉力,经过一段时间撤去拉力F2,此后运动过程中小物块恰未脱离木板,求木板运动全过程中克服桌面摩擦力所做的功W

 

(1)(2)(3) 【解析】 (1)对木板由牛顿第二定律可知,木板刚向右运动时的加速度大小为 (2)当物块受到的静摩擦力达到最大静摩擦力时,F1取最小值。此最小值仅使木板做加速运动。由牛顿第二定律得 当物块在滑动摩擦力的作用下与木板以相同的加速度,向右运动,恰好没有发生相对滑动时,F1取最大值,对物块 对木板 解得 所以 (3)施加F2时,对滑块m有 加速度方向水平向右,对木板有 加速度方向水平向右,撤去F2后,对物块有 a5=a3加速度不变,对于木板 加速度方向向左,设F2作用时间为t1,再经过时间t2两者达到共同速度。达到共同速度的过程中,滑块的位移为 木板的位移为 且 解得 达到共同速度后,滑块和木板共同减速的加速度大小为 减速到零的时间为 木板的总位移为 木板克服桌面摩擦力做的功为  
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如图所示,倾角为的粗糙斜面AB底端与半径R0.3m的光滑半圆轨道BC平滑相连(B处有极小的连接,图中未画出,确保B处无动能损失),O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,AC两点等高。质量为1kg的滑块从A点可以用不同初速向下滑动,若从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点(g10m/s2sin0.6cos0.8);求:

1)滑块与斜面间的动摩擦因数μ

2)若滑块经半圆轨道能到达C点,则滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v的最小值为多少;

3)若滑块经C点飞出时速率为2,则滑块落到斜面上的动能为多大。

 

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汽车连续下陡坡时,长时间的刹车会导致制动力下降,为保障安全,通常会在路旁设置向上的紧急避险车道,一种紧急避险车道由引道和制动床等组成,尽头是防撞设施,如图1所示。质量为20t的货车,以18m/s的初速冲向倾角θsin0.2)的紧急避险车道上,汽车在引道和制动床上的摩擦阻力分别是车重的0.30倍、0.80倍。引道长L130m,制动床长L250m,取g10m/s2,求:

1)货车刚上引道时的加速度大小;

2)货车将停在何处?是否会自行滑下?

3)考虑到货车进人紧急避险车道速度最大可达到30m/s,计算分析避险车道制动床长度的数据是否合理。

 

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如图所示轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体AB,物体B放在水平地面上,AB均静止,已知AB的质量分别为mA1kgmB5kg,绳与水平方向的夹角为θB与地面间的动摩擦因数μ0.4,最大静摩擦力视作滑动摩擦力(g10m/s2sin0.6cos0.8),求:

1)物体B受到的摩擦力大小;

2)物体B对地面的压力大小;

3)要使物体B保持静止,物体A的最大质量为多少。

 

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如图所示,AB为半径R0.50m的四分之一圆弧轨道,B端距水平地面的高度h0.45m。一质量m1.0kg的小滑块从圆弧道A端由静止释放,到达轨道B端的速度v2.0m/s

忽略空气的阻力,取g10m/s2,求:

1)小滑块在圆弧轨道B端受到的支持力大小;

2)小滑块由A端到B端的过程中,克服摩擦力所做的功W

3)小滑块的落地点与B点的水平距离x

 

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某同学安装如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。如图乙所示是该实验得到的一条点迹清晰的纸带的一部分;现要取AB两点来验证实验,已知电火花计时器每隔0.02s打一个点。

1)为提高实验精度,应该选择哪种重物_____

A.10克塑料球 B.200克金属重锤

2)根据图乙中纸带可以判断实验时纸带的_____(选填“左”或“右”)端和重物相连接。

3)纸带上打下计数点A时的速度vA_____m/s(结果保留两位有效数字),同理可以算出vB

4)要验证机械能守恒定律,实验还需测出_____

5)经过测量计算后,某同学画出了如图所示的Eh图线,h为重物距地面的高度,则图中表示动能随高度变化的曲线为_____(填“图线A”或“图线B”)

 

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