(10分)如圖所示,將小砝碼置于桌面上的薄紙板上,用水平向右的拉力將紙板迅速抽出,砝碼的移動(dòng)很小,幾乎觀察不到,這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn)。若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為m1和m2,各接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g。

(1)當(dāng)紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng)時(shí),求紙板所受摩擦力的大;
(2)要使紙板相對(duì)砝碼運(yùn)動(dòng),求所需拉力的大小;
(3)本實(shí)驗(yàn)中,m1 =0.5kg,m2 =0.1kg,μ=0.2,砝碼與紙板左端的距離d=0.1m,取g ="10" m/ s2。若砝碼移動(dòng)的距離超過(guò)l ="0.002" m,人眼就能感知。為確保實(shí)驗(yàn)成功,紙板所需的拉力至少多大?

(1) (2)F>(3)F=22.4N

解析
試題分析:(1)砝碼對(duì)紙板的摩擦力為,桌面對(duì)紙板的摩擦力如圖所示,
所以紙板受到的摩擦力
(2)設(shè)砝碼的加速度為,由牛頓第二定律
紙板的加速度為,由牛頓第二定律
兩物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),則解得
(3)紙板抽出前,砝碼運(yùn)動(dòng)的距離
紙板運(yùn)動(dòng)的距離為
紙板抽出前,砝碼在桌面上運(yùn)動(dòng)的距離
由物體的位移關(guān)系知砝碼移動(dòng)的距離超過(guò)l=x1+x2
由題意知,
解得
將m1 =0.5kg,m2 =0.1kg,μ=0.2,砝碼與紙板左端的距離d=0.1m代入上式得F=22.4N
考點(diǎn):物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的位移關(guān)系 牛頓第二定律 勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

如圖是一個(gè)十字路口的示意圖,每條停車(chē)線到十字路中心O的距離均為20m。一人騎電動(dòng)助力車(chē)以7m/s的速度到達(dá)停車(chē)線(圖中A點(diǎn))時(shí),發(fā)現(xiàn)左前方道路一輛轎車(chē)正以8m/s的速度駛來(lái),車(chē)頭已抵達(dá)停車(chē)線(圖中B),設(shè)兩車(chē)均沿道路中央作直線運(yùn)動(dòng),助力車(chē)可視為質(zhì)點(diǎn),轎車(chē)長(zhǎng)4.8m,寬度可不計(jì)。

(1)請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷兩車(chē)保持上述速度勻速運(yùn)動(dòng),是否會(huì)發(fā)生相撞事故?
(2)若轎車(chē)保持上述速度勻速運(yùn)動(dòng),而助力車(chē)立即作勻加速直線運(yùn)動(dòng),為避免發(fā)生相撞事故,助力車(chē)的加速度至少要多大?

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(8分) 如圖所示,木板長(zhǎng)L=1.6m,質(zhì)量M=4.0kg,上表面光滑,下表面與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.4。質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊(視為質(zhì)點(diǎn))放在木板的右端,開(kāi)始時(shí)木板與物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)給木板以向右的初速度,取g=10m/s2,求:

(1)小滑塊的加速度大。
(2)木板的加速度大小和方向;
(3)要使小滑塊從木板上掉下,木板初速度應(yīng)滿足什么要求。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

如圖所示,小滑塊在較長(zhǎng)的固定斜面頂端,以初速度υ0=2m/s、加速度a=2m/s2沿斜面加速向下滑行,在到達(dá)斜面底端前1s內(nèi),滑塊所滑過(guò)的距離為L,其中L為斜面長(zhǎng).求:滑塊在斜面上滑行的時(shí)間t和斜面的長(zhǎng)度L.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

質(zhì)量為2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后撤去F,其運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示.g取10 m/s2,求:

(1)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)水平推力F的大;
(3)0~10 s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小

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(14分)在某一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)員將某物體以某一確定的初速率v。沿斜面向上推 出(斜面足夠長(zhǎng)且與水平方向的傾角θ可調(diào)節(jié)),設(shè)物體在斜面上能達(dá)到的最大位移為 sm實(shí)驗(yàn)測(cè)得sm與斜面傾角θ的關(guān)系如右圖所示,g取10m/s2,求:物體的初速率v0 和物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

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(本題8分)我國(guó)某城市某交通路口綠燈即將結(jié)束時(shí)會(huì)持續(xù)閃爍3 s,而后才會(huì)變成黃燈,再在3秒黃燈提示后再轉(zhuǎn)為紅燈。2013年1月1日實(shí)施新的交通規(guī)定:黃燈亮?xí)r車(chē)頭已經(jīng)越過(guò)停車(chē)線的車(chē)輛可以繼續(xù)前行,車(chē)頭未越過(guò)停車(chē)線的若繼續(xù)前行則視為闖黃燈,屬于交通違章行為。(本題中的剎車(chē)過(guò)程均視為勻減速直線運(yùn)動(dòng))
(1)若某車(chē)在黃燈開(kāi)始閃爍時(shí)剎車(chē),要使車(chē)在黃燈閃爍的時(shí)間內(nèi)停下來(lái)且剎車(chē)距離不得大于18 m,該車(chē)剎車(chē)前的行駛速度不能超過(guò)多少?
(2)若某車(chē)正以v0=15 m/s的速度駛向路口,此時(shí)車(chē)距停車(chē)線的距離為L(zhǎng)=48.75 m,當(dāng)駕駛員看到綠燈開(kāi)始閃爍時(shí),經(jīng)短暫考慮后開(kāi)始剎車(chē),該車(chē)在紅燈剛亮?xí)r恰停在停車(chē)線以內(nèi)。求該車(chē)駕駛員的允許的考慮時(shí)間。

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(16分)質(zhì)量為的平板小車(chē)在光滑水平面上以速度向右勻速直線運(yùn)動(dòng),先將質(zhì)量為、可視為質(zhì)點(diǎn)的木塊甲無(wú)初速(相對(duì)地面)放到平板小車(chē)右端,如圖所示,待木塊甲相對(duì)小車(chē)靜止時(shí),立即再將另一完全相同的木塊乙無(wú)初速(相對(duì)地面)放到平板小車(chē)右端,已知木塊與平板小車(chē)間動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度為.求:

(1)木塊甲相對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(2)平板小車(chē)的長(zhǎng)度至少為多少?
(3)從木塊甲放到小車(chē)上到木塊乙相對(duì)小車(chē)靜止時(shí),小車(chē)向右運(yùn)動(dòng)的距離(從地面上看).

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(13分)如圖所示,質(zhì)量不計(jì)、勁度系數(shù)為k=600N/m的彈簧一端固定在傾角為37°的光滑斜面底端,另一端拴住質(zhì)量m1="4" kg的物塊P,與P緊靠的是質(zhì)量m2="8" kg的重物Q,系統(tǒng)處于靜止,F(xiàn)給Q施加一個(gè)方向沿斜面向上的力F,使它從靜止開(kāi)始沿斜面向上做勻加速運(yùn)動(dòng),已知在前0.2 s時(shí)間內(nèi),F(xiàn)為變力,0.2 s以后,F(xiàn)為恒力。sin37°=0.6,g取10 m/s2;求:

(1)系統(tǒng)靜止時(shí),彈簧的形變量
(2)物塊Q勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度的大小
(3)力F的最大值與最小值

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