【題目】如圖甲所示,用固定的電動(dòng)機(jī)水平拉著質(zhì)量m2 kg的小物塊和質(zhì)量M1 kg的平板以相同的速度一起向右勻速運(yùn)動(dòng),物塊位于平板左側(cè),可視為質(zhì)點(diǎn).在平板的右側(cè)一定距離處有臺(tái)階阻擋,平板撞上后會(huì)立刻停止運(yùn)動(dòng).電動(dòng)機(jī)功率保持P3 W不變。從某時(shí)刻t0起,測(cè)得物塊的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示,t6 s后可視為勻速運(yùn)動(dòng),t10 s時(shí)物塊離開木板.重力加速度g10 m/s2,求:

(1)平板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為多大?

(2)物塊在1 s末和3 s末受到的摩擦力各為多大?

(3)平板長(zhǎng)度L為多少?

【答案】10.26 N26 N 10 N32.416 m

【解析】

試題(1)顯然在02s內(nèi)物體勻速運(yùn)動(dòng),拉力等于地面對(duì)平板的摩擦力,根據(jù)P=FV求出物體所受的摩擦力,然后根據(jù)f=μFN求出動(dòng)摩擦因數(shù)μ

2)在t=2s后平板不動(dòng),物塊所受的摩擦力為平板給他的滑動(dòng)摩擦力,直到最后勻速運(yùn)動(dòng)摩擦力都保持不變,由P=FV可知物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力從而求出物體在3s末所受的滑動(dòng)摩擦力f2

3)根據(jù)圖象可知物體在t=2s后開始在平板上滑動(dòng),在6s時(shí)離開平板,故在平板上滑動(dòng)4s,根據(jù)圖象可知物體從平板上滑下時(shí)的速度為0.3m/s,拉力所做的功為Pt,物體對(duì)地的位移即平板的長(zhǎng)度,從而可以知道摩擦力所做的功德表達(dá)式f2L.這樣利用動(dòng)能定理即可求出平板的長(zhǎng)度L

解:解:(1)在02s內(nèi)兩物體一起以0.5m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),則有:

P=F1v1

根據(jù)兩物體勻速運(yùn)動(dòng)則有拉力等于摩擦力即:F1=f

而地面的摩擦力為:f=μN(yùn)=μM+mg

代入數(shù)據(jù)得:μ=0.2

21s時(shí)刻,物塊勻速,繩子的拉力等于平板對(duì)物塊的靜摩擦力,又根據(jù)平板勻速運(yùn)動(dòng)可知物塊對(duì)平板的靜摩擦力等于對(duì)面對(duì)平板的滑動(dòng)摩擦力:

f1M+mg=6N

由圖可知從2s時(shí)開始平板撞到臺(tái)階上靜止,故物塊開始在平板上勻減速運(yùn)動(dòng),故滑塊所受的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,故在靜止前摩擦力的大小保持不變.

3s時(shí)刻,物塊在木板上滑動(dòng),所以滑塊所受的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力.

因?yàn)樽罱K物塊再次勻速時(shí)速度為:

v2=0.3m/s

P=F2v2

F1V1=F2V2

F2=f2=10N

3)物塊在平板上減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:t=62=4s,

在整個(gè)過程中電機(jī)所做的功W=Pt,摩擦力始終為滑動(dòng)摩擦力,大小為:f2=10N,

由動(dòng)能定理有:

Ptf2L1=mv22mv12

L1= 1.216m

滑塊在平板上勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是:t′=106=4s

勻速運(yùn)動(dòng)的位移:L2=v2t′=0.3×4=1.2m

平板的總長(zhǎng)度:L=L1+L2= 1.216m+1.2m= 2.416m

答:(1)平板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0.2

2)物塊在1s末和3s末受到的摩擦力各為6N、10N

3)平板長(zhǎng)度L2.416m

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】如圖所示,固定的斜面上疊放著AB兩木塊,木塊AB的接觸面是水平的,水平力F作用于木塊A,使木塊A、B保持靜止,且F≠0.則下列描述正確的是(  )

A. B可能受到3個(gè)或4個(gè)力作用

B. 斜面對(duì)木塊B的摩擦力方向可能沿斜面向下

C. A對(duì)B的摩擦力可能為0

D. A、B整體可能受三個(gè)力作用

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【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)放一直角桿MON,桿的水平部分粗糙,動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,桿的豎直部分光滑.兩部分各套有質(zhì)量均為1 kg的小球AB,A、B球間用細(xì)繩相連.初始A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),已知OA=3 m,OB=4 m,若A球在水平拉力的作用下向右緩慢地移動(dòng)1 m(g=10 m/s2),那么該過程中拉力F做功為(  )

A. 14 J

B. 10 J

C. 16 J

D. 4 J

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【題目】發(fā)光二極管在生產(chǎn)和生活中得到了廣泛應(yīng)用。圖甲是一種發(fā)光二極管的實(shí)物圖,正常使用時(shí),帶號(hào)的一端接高電勢(shì),帶號(hào)的一端接低電勢(shì)。某同學(xué)想描繪它的伏安特性曲線,實(shí)驗(yàn)測(cè)得它兩端電壓U和通過它電流I的數(shù)據(jù)如下表所示:

U/V

0

0. 40

0.80

1.20

1.60

2.00

2.40

2.80

I/mA

0

0.9

2.3

4.3

6.8

12.0

19.0

30.0

(1)實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:

A.電壓表(量程0-3V,內(nèi)阻約10kΩ) B.電壓表(量程0-15V,內(nèi)阻約25 kΩ)

C.電流表(量程0-50mA,內(nèi)阻約50Ω) D.電流表(量程0-0.6A,內(nèi)阻約1Ω)

E.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍0-10Ω,允許最大電流3A)

F.電源(電動(dòng)勢(shì)6V,內(nèi)阻不計(jì)) G.開關(guān),導(dǎo)線

該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí),電壓表選用的是________,電流表選用的是________(填選項(xiàng)字母)。

(2)請(qǐng)?jiān)趫D乙中以筆劃線代替導(dǎo)線,按實(shí)驗(yàn)要求將實(shí)物圖中的連線補(bǔ)充完整________。

(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù),在圖丙所示的坐標(biāo)紙中畫出該發(fā)光二極管的I-U圖線_______。

(4)若此發(fā)光二極管的最佳工作電流為10mA,現(xiàn)將此發(fā)光二極管與電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻不計(jì)的電池組相連,還需串聯(lián)一個(gè)阻值R=_______Ω的電阻,才能使它工作在最佳狀態(tài) (結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 。

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【題目】如圖甲所示是一種速度傳感器的工作原理圖,在這個(gè)系統(tǒng)中 B 為一個(gè)能發(fā)射超聲波的固定小盒子,工作時(shí)小盒子 B 向被測(cè)物體發(fā)出短暫的超聲波脈沖,脈沖被運(yùn)動(dòng)的物體反射后又被 B 盒接收,從 B 盒發(fā)射超聲波開始計(jì)時(shí),經(jīng)時(shí)間t0再次發(fā)射超聲波脈沖,圖乙是連續(xù)兩次發(fā)射的超聲波的位移-時(shí)間圖象,則下列說法正確的是(

A. 超聲波的速度為

B. 超聲波的速度為

C. 物體的平均速度為

D. 物體的平均速度為

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【題目】如圖所示,固定的粗糙斜面的傾角θ=37°,長(zhǎng)度L=4 m,可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從斜面的頂端由靜止開始下滑,滑到斜面底端時(shí)速度大小v=4 m/s,滑塊的質(zhì)量m=200 g,空氣阻力可忽略不計(jì),取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,則

A. 滑塊沿斜面下滑的加速度大小為2 m/s2

B. 滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6

C. 整個(gè)下滑過程的時(shí)間為1.5 s

D. 在整個(gè)下滑過程中重力對(duì)滑塊的沖量大小為4 N·s

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【題目】粗細(xì)均勻的電阻絲圍成圖所示的線框,置于正方形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直線框平面向里,圖中ab=bc=2cd=2de=2ef=2fa=2L.現(xiàn)使線框以同樣大小的速度v勻速沿四個(gè)不同方向平動(dòng)進(jìn)入磁場(chǎng),并且速度方向始終與線框先進(jìn)入磁場(chǎng)的那條邊垂直,則在通過如圖所示位置時(shí),下列說法中正確的是 (  )

A. ab兩點(diǎn)間的電勢(shì)差圖①中最大

B. a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差圖②中最大

C. 回路電流圖③中最大

D. 回路電流圖④中最小

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【題目】如圖所示,AB兩小球分別用輕質(zhì)細(xì)繩L1和輕彈簧系在天花板上,AB兩小球之間用一輕質(zhì)細(xì)繩L2連接,細(xì)繩L1、彈簧與豎直方向的夾角均為θ,細(xì)繩L2水平拉直,現(xiàn)將細(xì)繩L2剪斷,則細(xì)繩L2剪斷瞬間,下列說法正確的是(  )

A. 細(xì)繩L1上的拉力與彈簧彈力之比為11

B. 細(xì)繩L1上的拉力與彈簧彈力之比為cos2θ1

C. AB的加速度之比為11

D. AB的加速度之比為1cos θ

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【題目】如圖,一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn),兩虛線圓均以O為圓心,兩實(shí)線分別為帶電粒子MN先后在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡,a、bc、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)。不計(jì)重力。下列說法說法正確的是

A. M帶負(fù)電荷,N帶正電荷

B. Mb點(diǎn)的動(dòng)能小于它在a點(diǎn)的動(dòng)能

C. Nd點(diǎn)的電勢(shì)能等于它在e點(diǎn)的電勢(shì)能

D. N在從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功

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