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如图1所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面.已知A的质量mA和B的质量mB均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数μ1=0.2,B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2.若t=0开始,木板B受F1=16N的水平恒力作用,t=1s时F1改为F2=4N,方向不变,t=3s时撤去F2.
(1)木板B受F1=16N的水平恒力作用时,A、B的加速度aA、aB各为多少?
(2)从t=0开始,到A、B都静止,A在B上相对B滑行的时间为多少?
(3)请以纵坐标表示A受到B的摩擦力fA,横坐标表示运动时间t(从t=0开始,到A、B都静止),取运动方向为正方向,在图2中画出fA-t的关系图线(以图线评分,不必写出分析和计算过程).
分析:(1)隔离对A、B分析,根据牛顿第二定律求出A、B的加速度.
(2)从t=0时,AB物体运动分为两个过程,先以不同的加速度做匀加速运动,后以不同的加速度做匀减速运动,达到共同速度后一起做匀速直线运动,利用牛顿第二定律可求出加速度,利用匀变速直线运动规律即可求时间.
(3)从t=0到t=1s再到到达共同速度,AB之间均是滑动摩擦力,之后为零,当撤去力后,一起匀减速运动,整体求出加速度,在以A利用牛顿第二定律即可求出AB之间的摩擦力大小
解答:解:(1)根据牛顿第二定律得
对A:μ1mAg=mAaA
解得:aA=μ1g=0.2×10m/s2=2 m/s2
对B:F1-μ2(mA+mB) g-μ1mAg=mBaB
代入数据得
aB=4 m/s2
(2)t1=1s时,A、B分别为vA、vB
vA=aA t1=2×1 m/s=2 m/s
vB=aB t1=4×1 m/s=4 m/s
F1改为F2=4N后,在B速度大于A速度的过程,A的加速度不变,B的加速度设为aB′,根据牛顿第二定律得
F2-μ2(mA+mB) g-μ1mAg=maB′
代入数据得aB′=-2m/s2
设经过时间t2,A、B速度相等,由于AB之间的最大静摩擦力fm=μ1mAg=0.2×2.0×10N=4N
假如AB相对静止,整体分析合外力为:
F合=F2-μ2(mA+mB)g=0N<fm此后它们保持相对静止.
vA+aA t2=vB+aB′t2
代入数据得t2=0.5s
A在B上相对B滑行的时间为t=t1+t2=1.5s
(3)

答:(1)木板B受F1=16N的水平恒力作用时,A、B的加速度aA、aB分别为2 m/s2、4 m/s2
(2)从t=0开始,到A、B都静止,A在B上相对B滑行的时间为1.5s
(3)
点评:解决本题的关键理清木板和木块的运动情况,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(1)如图1,固定于竖直面内的粗糙斜杆,在水平方向夹角为30°,质量为m的小球套在杆上,在大小不变的拉力作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端,为使拉力做功最小,拉力F与杆的夹角α=
60°
60°
,拉力大小F=
mg
mg
.

(2)如图2所示,物体A、B、C放在光滑水平面上用细线a b连接,力F作用在A上,使三物体在水平面上运动,若在B上放一小物体D,D随B一起运动,且原来的拉力F保持不变,那么加上物体D后两绳中拉力的变化是Ta
变大
变大
,Tb
变小
变小
.(回答变大、变小或不变)
(3)如图3所示,在场强大小为E的匀强电场中,一根长为L的不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m电荷量为q的带负电小球,另一端固定在O点.把小球拉到使细线水平的位置A,然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°的位置B时速度为零,则电场强度E=
3
mg
q
3
mg
q
;运动过程中的最大动能EKm=
(2-
3
)mgL
(2-
3
)mgL
.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)用一横截面为半圆形的玻璃柱体做“测定玻璃折射率”的实验,先在白纸上放好玻璃柱体,在玻璃柱体的上侧插上两枚大头针P1和P2,然后在玻璃柱体的下侧观察,调整视线使P1的像被P2挡住.接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3、P4,使P3挡住P1、P2的像.P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出的大头针位置和玻璃柱体轮廓如图1所示.
①在本题的图上画出所需的光路
②为了测出棱镜玻璃的折射率,需要测量的量是
入射角i
入射角i
,
折射角r
折射角r
,在图上标出它们.
③计算折射率的公式是n=
sini
sinγ
sini
sinγ

(2)光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图2A所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.
利用如图2B所示装置测量滑块与长1m左右的木板间动摩擦因数,图中木板固定在水平面上,木板的左壁固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧(弹簧长度与木板相比可忽略),弹簧右端与滑块接触,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出.现使弹簧解除锁定,滑块获得一定的初速度后,水平向右运动,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10-2s和5.0×10-2s,用游标卡尺测量小滑块的宽度d,卡尺示数如图2C所示.

①读出滑块的宽度d=
5.50
5.50
cm.
②滑块通过光电门1的速度v1=
2.75
2.75
m/s;滑动通过光电门2的速度v2=
1.10
1.10
m/s;
③若用米尺测量出两个光电门之间的距离为L,已知当地的重力加速为g,则滑块与木板动摩擦因数表达式为
v
2
1
-
v
2
2
2gL
v
2
1
-
v
2
2
2gL
(各量均用字母表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2009?广州一模)(1)用如图1所示的游标卡尺测量圆形钢管内径的操作方法是:把
B
B
(填“A”、“B”、“C”或“D”)放入到圆形钢管内,并尽量把它们拉开到最大位置.某同学用图l2所示的游标卡尺测量圆形钢管内径时的测量结果如图2所示,则该圆形钢管的内径是
1.34
1.34
cm.
(2)“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图3所示的(甲)或(乙)方案来进行.
①比较这两种方案,
甲
甲
(填“甲”或“乙”)方案好些,理由是
因为这个方案摩擦阻力小误差小,操作方便,实验器材小.
因为这个方案摩擦阻力小误差小,操作方便,实验器材小.
.
②如图4是该实验中得到的一条纸带,测得每两个计数点间的距离如图中所示,已知每两个计数点之间的时间间隔T=0.1s.物体运动的加速度a=
4.8m/s2
4.8m/s2
;该纸带是采用
乙
乙
(填“甲”或“乙”)实验方案得到的.简要写出判断依据
因a远小于g,故为斜面上小车下滑的加速度.所以该纸带采用图乙所示的实验方案.
因a远小于g,故为斜面上小车下滑的加速度.所以该纸带采用图乙所示的实验方案.
.
③如图5是采用(甲)方案时得到的一条纸带,在计算图中N点速度时,几位同学分别用下列不同的方法进行,其中正确的是
A.VN=gnT
B.VN=
Sn+Sn+1
2T

C.VN=
dn+1-dn-1
2T

D.VN=g(n-1)T.η

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(1)如图1,固定于竖直面内的粗糙斜杆,在水平方向夹角为30°,质量为m的小球套在杆上,在大小不变的拉力作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端,为使拉力做功最小,拉力F与杆的夹角α=______,拉力大小F=______.

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(2)如图2所示,物体A、B、C放在光滑水平面上用细线a b连接,力F作用在A上,使三物体在水平面上运动,若在B上放一小物体D,D随B一起运动,且原来的拉力F保持不变,那么加上物体D后两绳中拉力的变化是Ta______,Tb______.(回答变大、变小或不变)
(3)如图3所示,在场强大小为E的匀强电场中,一根长为L的不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m电荷量为q的带负电小球,另一端固定在O点.把小球拉到使细线水平的位置A,然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°的位置B时速度为零,则电场强度E=______;运动过程中的最大动能EKm=______.

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年浙江省绍兴市诸暨中学高三(上)期中物理试卷(解析版) 题型:解答题

(1)如图1,固定于竖直面内的粗糙斜杆,在水平方向夹角为30°,质量为m的小球套在杆上,在大小不变的拉力作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端,为使拉力做功最小,拉力F与杆的夹角α=______,拉力大小F=______.

(2)如图2所示,物体A、B、C放在光滑水平面上用细线a b连接,力F作用在A上,使三物体在水平面上运动,若在B上放一小物体D,D随B一起运动,且原来的拉力F保持不变,那么加上物体D后两绳中拉力的变化是Ta______,Tb______.(回答变大、变小或不变)
(3)如图3所示,在场强大小为E的匀强电场中,一根长为L的不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m电荷量为q的带负电小球,另一端固定在O点.把小球拉到使细线水平的位置A,然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°的位置B时速度为零,则电场强度E=______

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