如圖3-6-2所示,皮帶傳送機的傾角為θ=30°,質量m=2 kg的物體在傳送帶上以a=2 m/s2的加速度加速傳送的過程中,與傳送帶沒有相對滑動.則物體受到的靜摩擦力的大小是多少?方向如何?

圖3-6-2

分析:物體受到重力、支持力、摩擦力三個不在一條直線的力的作用,可以用正交分解法寫動力學方程;摩擦力的方向不是沿斜面向上就是沿斜面向下,可以設定一個方向,算出結果后再看符號.

圖3-6-3

解:物體受到重力G、支持力FN、摩擦力Ff的作用,如圖3-6-3所示.假設靜摩擦力的方向沿斜面向下,將重力正交分解(沿加速度方向和垂直于加速度方向,這樣只需要分解一個力即可).取沿斜面向下為正方向,對物體m,根據(jù)牛頓第二定律:mgsinθ+Ff=ma,

所以Ff=ma-mgsinθ=(2×2-2×10×0.5) N=-6 N.解出結果為負,說明靜摩擦力方向與設定方向相反,即沿傳送帶斜向上.

答案:-6N;靜摩擦力方向與設定方向相反,即沿傳送帶斜向上.


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如圖3-6-2所示,線圈L的自感系數(shù)很大,且其電阻可以忽略不計,L1、L2是兩個完全相同的小燈泡,隨著開關S的閉合和斷開的過程中,L1、L2的亮度變化情況是(燈絲不會斷)( 。?

A.S閉合,L1亮度不變,L2亮度逐漸變亮,最后兩燈一樣亮;S斷開,L2立即不亮,L1逐漸變亮?

B.S閉合,L1不變,L2很亮;S斷開,L1、L2立即不亮?

C.S閉合,L1、L2同時亮,而后L1逐漸熄滅,L2亮度不變;S斷開,L2立即不亮,L1亮一下才滅?

D.S閉合,L1、L2同時亮,而后L1逐漸熄滅,L2則逐漸變得更亮;S斷開,L2立即不亮,L1亮一下才滅?

圖3-6-2

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如圖3-6-2所示,質量m=1 kg的球穿在斜桿上,斜桿與水平方向成α=30°角,球與桿之間的動摩擦因數(shù)μ=,球受到豎直向上的拉力F=20 N.則球的加速度為多少?(g取10 m/s2

 

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一個“”形導軌PONQ,其質量為M=2.0 kg,放在光滑絕緣的水平面上,處于勻強磁場中.另有一根質量為m=0.60 kg的金屬棒CD跨放在導軌上,CD與導軌間的動摩擦因數(shù)是0.20,CD棒與ON邊平行,左邊靠著光滑的固定立柱a、b.勻強磁場以ab為界,左側的磁場方向豎直向上(圖中表示為垂直于紙面向外),右側磁場方向水平向右,磁感應強度的大小都是0.80 T,如圖3-6-16所示.已知導軌ON段長為0.50 m,電阻是0.40 Ω,金屬棒CD的電阻是0.2 Ω,其余電阻不計.導軌在水平拉力作用下由靜止開始以0.2 m/s2的加速度做勻加速直線運動,一直到CD中的電流達到4 A時,導軌改做勻速直線運動.設導軌足夠長,取g=10 m/s2.求:

圖 3-6-16

(1)導軌運動起來后,C、D兩點哪點電勢較高?

(2)導軌做勻速運動時,水平拉力F的大小是多少?

(3)導軌做勻加速運動的過程中,水平拉力F的最小值是多少?

(4)CD上消耗的電功率P=0.8 W時,水平拉力F做功的功率是多大?

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如圖16-6-2所示,質量M為4 kg的平板小車靜止在光滑的水平面上,小車左端放一質量為1 kg的木塊,車的右端固定一個輕質彈簧,現(xiàn)給木塊一個水平向右的10 N·s的瞬間沖量,木塊便沿車向右滑行,在與彈簧相碰后又沿原路返回,并恰好能達到小車的左端,求:

圖16-6-2

(1)彈簧被壓縮到最短時平板車的速度v;

(2)木塊返回小車左端時的動能EK

(3)彈簧獲得的最大彈性勢能Epm.

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