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总质量为M的两物块A、B静止叠放在水平面上,用轻绳通过滑轮将A、B连接,A与B及...

总质量为M的两物块AB静止叠放在水平面上,用轻绳通过滑轮将AB连接,AB及水平面间的动摩擦因数均为μ,对滑轮轴施加一个水平力F,如图所示.(忽略滑轮质量,不计其它阻力, g10 m/s2.

1)若AB能以相同的加速度向右运动,求加速度表达式?

2)若AB能以相同的加速度向右运动,求B物块的质量m与总质量之间应该满足的条件?

2)若mA4 kgmB2 kgμ0.5,要使A能在水平面上运动,求水平力F应满足的条件?

 

(1) (2)m≥M (3)F>40N 【解析】 (1)设物块B的质量为m,A、B的加速度为a,A、B间的摩擦力为f,对整体由牛顿第二定律得 F-μMg=Ma 解得: (2)对物块B,有 -f=ma f≤μmg 联立解得 则有 (3)依题意可知mA>mB,A、B有不同的加速度,设加速度分别为a1、a2,并假定此时B受到的滑动摩擦力向左,A、B受力如图,由牛顿第二定律可得 -μ(mA+mB)g+μmBg=mAa1 解得 F=2mA(μg+a1) 其中a1>0,因此 F>40N 对B物体: -μmBg=mBa2 F=40N时B的加速度 a2= =5m/s2>a1 假定成立,即水平力F必须大于40N,物块A才能在水平面上运动  
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考点分析:
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在平直的高速公路行车道上,有五辆间距为150 m的货车以72 km/h的速度匀速行驶,在最后一辆车后100 m处的相邻车道上,有一小型客车的行驶速度为36 km/h。该小型客车司机为了超过最前面的货车,先使客车做匀加速运动,当客车速度达到108 km/h时,保持速度不变。从客车开始加速到刚好超过这五辆货车,所用时间为90 s,忽略货车的长度,求:

1)客车加速的时间;

2)客车加速时加速度的大小。

3)客车超过最后一辆货车前距离最后一辆货车的最远距离为多少?

 

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如图所示,在倾角θ固定的足够长的斜面上,有一质量m2 kg的滑块,静止释放的同时,对滑块施加一个垂直斜面的力F,图中未画出,力F的大小与滑块速度大小的关系满足:Fkv(sin0.6cos0.8g10m/s2)

1)若斜面光滑,力F的方向垂直斜面向上,已知滑块在斜面上滑行的最大距离x=m,求滑块在斜面上滑行时的加速度是多少?比例系数k的值是多少?

2)若斜面粗糙,滑动摩擦因数μ0.4,力F的方向垂直斜面向下,求物块在斜面上滑行的最大速度是多少?

 

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某同学利用图甲所示的实验装置,探究小车在均匀长木板上的运动规律。

(1)在小车做匀加速直线运动时打出一条纸带,已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,图乙中所示的是每打5个点所取的计数点,由图中数据可求得:小车的加速度为________m/s2(结果保留2位有效数字)

(2)若用该实验装置探究aFM之间的关系,小车质量为M,要用钩码(质量用m表示)的重力表示小车所受的细线拉力,需满足_______________________________________

3)满足此条件做实验时,得到一系列加速度a与合外力F的对应数据,画出a-F关系图象,如图丙所示,若不计滑轮摩擦及纸带阻力的影响,由图象可知,实验操作中不当之处为______________

4)如果实验时,在小车和钩码之间接一个不计质量的微型力传感器用来测量拉力F,如图丁所示,从理论上分析,是否还需要满足(2)问中的条件___________(填或者)。与(3)问中所做的图像对比,该实验图线的斜率将_________(变大”“变小不变”)

 

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探究弹力与弹簧伸长量的关系的实验中,为了测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上不同质量的砝码。

1)要完成上述实验,在实验中,以下说法正确的是____

A. 弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度

B. 用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力,应保证弹簧位于竖直位置且处于平衡状态

C. 用直尺测得弹簧的长度即为弹簧的伸长量

D. 用几个不同的弹簧,分别测出几组拉力与伸长量,得出拉力与伸长量之比相等

2)实验测出了砝码的质量m与弹簧长度l的相应数据,其对应点已在图上标出。请作出ml的关系图线______

 

3)请根据图像得出弹簧的劲度系数为________N/m(g9.8 m/s2)(保留3位有效数字)

 

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如图甲所示,木板OA可绕轴O点在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探究物块在方向始终平行于斜面且指向A端、大小为F=8N的力作用下的加速度与斜面倾角的关系。已知物块的质量m=1kg,木板长L=2m,通过实验,得到如图乙所示的加速度与斜面倾角的关系图线,A点坐标(θ10),B点坐标(θ20)。若物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力,(g10 m/s2),则以下说法正确的是(    )

A.图乙中图线与纵轴交点的纵坐标a0=6m/s2

B.图乙中图线与θ轴交点的横坐标为θ1时,物体受到的摩擦力沿斜面向下,且物体静止

C.图乙中图线与θ轴交点的横坐标为θ2时,物体受到的摩擦力沿斜面向下,且物体静止

D.θ=37°,物体在力F作用下,从木板底端O点开始运动,当作用时间是3s时,物体不能冲出木板

 

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