[题目]用F=100N的水平恒力拉质量m=20kg的小木箱.使木箱在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动.如图所示.已知木箱与地面之间的动摩擦因数μ=0.40.取重力加速度g=10m/s2.求:(1)画出木箱的受力示意图.并求木箱的加速度a的大小,(2)求木箱从静止开始运动后t=2.0s内通过的位移x的大小;(3)求从静止开始到木箱运动t=2.0s的过程� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】用F=100N的水平恒力拉质量m=20kg的小木箱，使木箱在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，如图所示。已知木箱与地面之间的动摩擦因数μ=0.40，取重力加速度g=10m/s2.求：

(1)画出木箱的受力示意图，并求木箱的加速度a的大小；

(2)求木箱从静止开始运动后t=2.0s内通过的位移x的大小;

(3)求从静止开始到木箱运动t=2.0s的过程中，水平恒力F对木箱做的功W.

【答案】(1), a=1m/s2 (2) (3)W=200J

【解析】

(1)首先对木箱进行受力分析求得合外力，然后由牛顿第二定律求得加速度；

(2)根据匀变速运动的位移公式求得；

(3)根据匀变速运动的位移公式求取位移，再由功的定义式求功．

(1)对木箱受力分析如图：

故木箱受到的合外力为F-f=F-μmg=20N，那么由牛顿第二定律可得：a=1m/s2；

(2)木箱由静止开始做匀加速直线运动，位移为：

则木箱运动t=2.0s时的位移为:

(3)由功的定义，水平恒力F对木箱做的功为：W=Fx=200J.

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(2)在下列测量工具中，本次实验需要用的测量仪器有________。（选填测量仪器前的字母）

A.刻度尺 B.秒表 C.天平

(3)实验中，为了可以将细线对小车的拉力看成是小车所受的合外力，需要平衡摩擦力。

操作步骤如下：先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行，在不挂细绳和砂桶的情况下，改变木板的倾斜程度，直至小车能拖动纸带沿木板做________，即平衡好摩擦力。

A.匀速直线运动 B.匀变速直线运动

(4)在做保持小车质量不变，验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时，小车（及车中砝码）的总质量为M，砂和砂桶的总质量为m。

①实验中要进行质量M和m的选取，以下最合理的一组是________。

A.M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

B.M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

C.M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

D.M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

②小芙同学在做保持小车质量不变，验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时，根据测得的数据作出如图所示的a-F图线，所得的图线既不过原点，又不是直线，原因可能是________.（选填选项前的字母）

A.木板右端所垫物体较低，使得木板的倾角偏小

B.木板右端所垫物体较高，使得木板的倾角偏大

C.M远大于m

D.m不满足远小于M

(5)小钟同学利用图已调整好的装置进行实验中，保持砂和砂桶的总质量不变，改变小车（及车中砝码）的总质量M，并测出不同的M所对应的加速度a，以M为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出如图所示的关系图线，实验结果验证了牛顿第二定律。如果图中纵轴上的斜率为k，纵截距为b，则砂和砂桶的总质量m=________.

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