如圖所示,小車上有一豎直桿,總質(zhì)量為M,桿上套有一塊質(zhì)量為m的木塊,桿與木塊間的動摩擦因數(shù)為μ,小車靜止時木塊可沿桿自由滑下.問:必須對小車施加多大的水平力讓車在光滑水平面上運動時,木塊才能勻速下滑?
分析:木塊豎直方向勻速下滑,水平方向具有與小車相同的加速度.分析木塊豎直方向的受力:重力mg和滑動摩擦力f,二力平衡,即可得到滑動摩擦力f,由f=μN,求出桿對木塊的彈力,根據(jù)牛頓第二定律求出木塊水平方向的加速度,小車與木塊水平方向有相同的加速度,再對整體根據(jù)牛頓第二定律求出水平力F的大小.
解答:解:設(shè)小車的加速度為a.
對木塊:
  豎直方向:受到重力mg和滑動摩擦力f,木塊勻速下滑時,則有  f=mg
  水平方向:受到桿的彈力N,則有 N=ma,
又f=μN
聯(lián)立以上三式,得 a=
g
μ

對整體,根據(jù)牛頓第二定律得:
水平方向:F=(M+m)a
解得,F=
1
μ
(M+m)g

答:小車施加
1
μ
(M+m)g的水平力讓車在光滑水平面上運動時,木塊才能勻速下滑.
點評:本題運用正交分解法研究木塊的受力情況,再運用整體法,根據(jù)牛頓第二定律即可求解水平力F.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,小車上有一直立木板,木板上方有一槽,槽內(nèi)固定一定滑輪,跨過定滑輪的輕繩上一端系一重球,另一端系在彈簧秤上,彈簧秤固定在小車上,開始時小車處在靜止?fàn)顟B(tài),重球緊挨直立木板,則下列說法正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,小車上有一根固定的水平橫桿,橫桿左端固定的輕桿與豎直方向成θ角,輕桿下端連接一小鐵球;橫桿右端用一根細(xì)線懸掛一小鐵球,當(dāng)小車做勻變速直線運動時,細(xì)線保持與豎直方向成α角,若θ<α,則下列說法中正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,小車上有一直立木板,木板上方有一槽,槽內(nèi)固定一定滑輪,跨過定滑輪的輕繩一端系一重球,另一端系在輕質(zhì)彈簧測力計上,彈簧測力計固定在小車上,開始時小車處于靜止?fàn)顟B(tài),輕繩豎直且重球恰好緊挨直立木板,假設(shè)重球和小車始終保持相對靜止,則下列說法正確的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,小車上有一支架ABC,其中桿AB與斜面垂直,桿BC與斜面平行,在BC的末端有一個質(zhì)量為m的小球.小車由靜止釋放后沿傾角為α的光滑斜面下滑,則桿對小球的彈力( 。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案