13．某電視臺的娛樂節(jié)目中，有一個拉板塊的雙人游戲，考驗兩人的默契度．如圖所示，質量M=0.40kg的長木板靠在豎直墻面上，木板右下方有一質量m=0.80kg的小滑塊（可視為質點），木板與墻面間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.10，滑塊與木板間的動摩擦系數(shù)μ2=0.30，滑塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取g=10m/s2．現(xiàn)一人用水平向左的恒力F1作用在滑塊上，另一人用豎直恒力F2向上的恒力拉動滑塊，使滑塊從地面由靜止開始向上運動．
（1）為使木板能向上運動，求F1必須滿足什么條件？
（2）若F1=22N，為使滑塊與木板能發(fā)生相對滑動，求F2必須滿足什么條件？

分析 （1）木板靠在光滑的墻壁上，若使木板能向上運動，則物塊對木板的摩擦力應大于木板的重力和木板與墻的摩擦力，列出關系式計算可得．
（2）由牛頓第二定律分別求出木板和物塊的加速度，若物塊的加速度大于木板的加速度即會發(fā)生相對滑動．

解答 解：（1）要使木板向上運動，則墻面與木板間的摩擦力為：f1=μ1F1=0.1F1，方向向下；
滑塊與木板間的滑動摩擦力：f2=μ2F1=0.3F1，方向向上；
對木板應有：f2＞Mg+f1
代入數(shù)據(jù)得：F1＞20N
（2）對木板由牛頓第二定律有：μ2F1-Mg-μ1F1=Ma1
對滑塊由牛頓第二定律有：F2-μ2F2-mg=ma2
要能發(fā)生相對滑動應有：a2＞a1
代入數(shù)據(jù)可得：F2＞15.4N．
答：（1）為使木板能向上運動，求F1必須大于20N；
（2）若F1=22N，為使滑塊與木板能發(fā)生相對滑動，求F2必須大于15.4N．

點評 本題主要是考查了牛頓第二定律的知識；利用牛頓第二定律答題時的一般步驟是：確定研究對象、進行受力分析、進行正交分解、在坐標軸上利用牛頓第二定律建立方程進行解答．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．某實驗小組利用圖1所示的裝置探究加速度與力、質量的關系．

（1）下列做法正確的是AD（填字母代號）．
A．調節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行
B．在調節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上
C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源
D．通過增減木塊上的砝碼改變質量時，不需要重新調節(jié)木板傾斜度
（2）為使砝碼桶及桶內砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應滿足的條件是砝碼桶及桶內砝碼的總質量遠小于木塊和木塊上砝碼的總質量．（選填“遠大于”、“遠小于”或“近似等于”）
（3）甲、乙兩同學在同一實驗室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關系，分別得到圖2中甲、乙兩條直線．設甲、乙用的木塊質量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲小于m乙，μ甲大于μ乙．（選填“大于”、“小于”或“等于”）

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

4．在“探究物體的加速度與質量關系”的實驗中，應保持物體質量不變，某小組進行實驗時，過程嚴謹、操作規(guī)范、測得數(shù)據(jù)十分理想，他們利用所測實驗數(shù)據(jù)按作圖要求作出的圖象基本上是一條過原點的直線，這說明在實驗條件下，物體的加速度與質量成反比關系．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

1．“探究加速度與力、質量的關系”的實驗裝置如圖甲所示．
 
（1）關于此實驗，下列說法中正確的是BCD
A．平衡摩擦力時，應將砝碼盤及盤內砝碼通過定滑輪拴在小車上
B．連接砝碼盤和小車的細繩應跟長木板保持平行
C．平衡摩擦力后，長木板的位置不能移動
D．小車釋放前應靠近打點計時器，且應先接通電源再釋放小車
（2）在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02 s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離．該小車的加速度a=0.16m/s2．（結果保留兩位有效數(shù)字）
（3）平衡摩擦力后，掛上砝碼盤，然后每次取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如表：
砝碼盤中砝碼總重力F（N）0.1960.3920.5880.7840.980
加速度a（m•s-2）0.691.181.662.182.70
請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出a-F的關系圖象．
（3）根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖線不通過原點．請說明主要原因．
 原因：平衡摩擦力過大．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

8．某實驗小組利用如圖所示的裝置進行“探究加速度與合外力的關系”的實驗．
（1）本實驗使用的實驗方法是C．（選填字母代碼）
A．理想實驗法      B．等效替代法
C．控制變量         D．建立物理模型法
（2）為了減小誤差，在平衡摩擦力后，每次實驗必須通過改變鉤碼的個數(shù)來改變小車所受合外力，獲取多組數(shù)據(jù)．若小車質量為400g，實驗中每次所用的鉤碼總質量范圍應選A組會比較合理．（填選項前的字母）
A．10g～40g         B．200g～400g       C．1000g～2000g．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

18．在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及盤中砝碼的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出

（1）當M與m的大小關系滿足M＞＞m時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．
（2）一組同學在做加速度與質量的關系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質量一定，改變小車及車中砝碼的質量，測出相應的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質量M的關系，應該做a與$\frac{1}{M}$的圖象．（選填“M”或“$\frac{1}{M}$”）
（3）如圖2（a），甲同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的a-F圖線，說明實驗存在的問題是平衡摩擦力過大
（4）乙、丙同學用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a-F圖線，如圖2（b）所示，兩個同學做實驗時的哪一個物理量取值不同？答：小車及車中砝碼的質量M；
（5）已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，利用圖3給出的數(shù)據(jù)可求A點時的速度VA=0.360m/s，小車運動的加速度a=1.58m/s2．（結果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．如圖所示，物體的運動分三段，第1、2s為第Ⅰ段，第 3、4s為第Ⅱ段，第5s為第Ⅲ段，則下列說法中正確的是（　　）
A．第1s與第5s的速度方向相反
B．第1s的加速度大于第5s的加速度
C．第Ⅰ段與第Ⅲ段平均速度相等
D．第Ⅰ段和第Ⅲ段的加速度與速度的方向都相同

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

2．某實驗小組利用圖1所示的裝置探究加速度與力、質量的關系．

（1）實驗中除了需要小車、砝碼、小桶、細繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、低壓交流電源、導線兩根、紙帶之外，還需要天平、刻度尺
（2）下列做法正確的是AD．（填字母代號）
A．調節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行
B．在調節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上
C．實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源
D．通過增減木塊上的砝碼改變質量時，不需要重新調節(jié)木板傾斜度
（3）某同學在探究a與F的關系時，忘記平衡摩擦力，設桶和砝碼的質量為m，小車的質量為M，車與長木板之間的動摩擦因數(shù)為μ，寫出a與m變化的關系式$a=\frac{mg}{M+m}-\frac{μMg}{M+m}$．
在圖2中畫出a與mg變化的圖象（注意圖中要有必要的標記）

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

3．把一小物體以初速度20m/s豎直上拋（不考慮空氣阻力，g=10m/s）則拋出3s后的位移為15m，路程為25m．

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同步練習冊答案