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如图所示, 木板静止于水平地面上, 在其最右端放一可视为质点的木块. 已知木块的质量m=1 kg, 木板的质量M=4 kg, 长L=2.5 m, 上表面光滑, 下表面与地面之间的动摩擦因数μ=0.2.现用水平恒力F=20 N拉木板, g取10 m/s2, 求:

(1)要使木块能滑离木板, 水平恒力F作用的最短时间;
(2)如果其他条件不变, 假设木板的上表面也粗糙, 其上表面与木块之间的动摩擦因数为μ1=0.3, 欲使木板能从木块的下方抽出, 需对木板施加的最小水平拉力;

(1)t=1s;(2) F>25N

解析试题分析:(1)木板受到的摩擦力:f=μ(M+m)g=10N.
由牛顿第二定律,木板的加速度:a==2.5m/s2
设作用t时间后撤去力F,由牛顿第二定律,木板的加速度为a′==-2.5m/s2
木板先做匀加速运动,后做匀减速运动,且a=-a′,故at2=L.
得:t=1s.
(2)设木块的最大加速度为a1,木块的最大加速度为a2,则
对木块:f1=μ1mg=ma1.
对木板:F1-f1-μ(M+m)g=Ma2
木板从木块的下方抽出的条件:a1> a2
解得:F1>25N
考点: 牛顿第二定律

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图,水平匀强电场的电场强度为E,一个带电小球质量为m,轻质的绝缘细线长为L,静止时小球位于A点,细线与竖直方向成37°角,重力加速度为g,(sin370=0.6;cos370=0.8)求:

(1)小球带何种电荷?电荷量多少?
(2)现将小球拉回到竖直方向(图中B点),后由静止释放,小球通过A点位置时的速度大小是多少?
(3)若将小球到水平方向(图中C点)由静止释放,则小球通过A点位置时细线对小球的拉力为多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(13分)如图所示是游乐场中过山车的实物图片,可将过山车的一部分运动简化为图中的模型图。模型图中光滑圆形轨道的半径R=8.0m,该光滑圆形轨道固定在倾角为θ=37°斜轨道面上的Q点,圆形轨道的最高点A与倾斜轨道上的P点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接。现使质量为m的小车(视作质点)从P点以一定的初速度v0=12m/s沿斜面向下运动,不计空气阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。若小车恰好能通过圆形轨道的最高点A处,则:

(1)小车在A点的速度为多大?(结果用根式表示)
(2)小车在圆形轨道运动时对轨道的最大压力为多少?
(3)求斜轨道面与小车间的动摩擦因数多大?(结果用分数表示)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(8分)、如图,质量m=1kg的滑块放在质量M=1kg的长木板左端,木板放在光滑的水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为0.1,木板长L=75cm,开始时两者都 处在静止状态。现用水平向右的恒力F拉小滑块向木板的右端运动,为了在0.5s末使滑块从木板右端滑出,拉力F应多大?此过程产生的热量是多少?

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(17分)可视为质点的小球A、B静止在光滑水平轨道上,A的左边固定有轻质弹簧,B与弹簧左端接触但不拴接,A的右边有一垂直于水平轨道的固定挡板P。左边有一小球C沿轨道以某一初速度射向B球,如图所示,C与B发生碰撞并立即结成一整体D,在它们继续向右运动的过程中,当 D和A的速度刚好相等时,小球A恰好与挡板P发生碰撞,碰后A立即静止并与挡板P粘连。之后D被弹簧向左弹出,D冲上左侧与水平轨道相切的竖直半圆光滑轨道,其半径为,D到达最高点Q时,D与轨道间弹力。已知三小球的质量分别为、。取,求:

(1)D到达最高点Q时的速度的大小;
(2)D由Q点水平飞出后的落地点与Q点的水平距离s;
(3)C球的初速度的大小。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(20分)2003年10月15日9时,在太空遨游21小时的“神舟”五号飞船返回舱按预定计划,载着宇航员杨利伟安全降落在内蒙古四子王旗地区。“神舟”五号飞船在返回时先要进行姿态调整,飞船的返回舱与留轨舱分离,返回舱以近8km/s的速度进入大气层,当返回舱距地面30km时,返回舱上的回收发动机启动,相继完成拉出天线、抛掉底盖等动作。在飞船返回舱距地面20km以下的高度后,速度减为200m/s而匀速下降,此段过程中返回舱所受空气阻力为,式中ρ为大气的密度,v是返回舱的运动速度,s为与形状特征有关的阻力面积。当返回舱距地面高度为10km时打开面积为1200m2的降落伞,直到速度达到8m/s后匀速下落。为实现软着陆(即着陆时返回舱的速度为零),当返回舱离地面1.2m时反冲发动机点火,使返回舱落地的速度减为零,返回舱此时的质量为2.7×103kg。(取g=10m/s2)
(1)用字母表示出返回舱在速度为200m/s时的质量;
(2)分析从打开降落伞到反冲发动机点火前,返回舱的加速度和速度的变化情况;
(3)求反冲发动机的平均反推力的大小及反冲发动机对返回舱做的功。

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如图所示,一工件置于水平地面上,其AB段为一半径R=1.0m的光滑圆弧轨道,BC段为一长度L=0.5m的粗糙水平轨道,二者相切于B点,整个轨道位于同一竖直平面内,P点为圆弧轨道上的一个确定点。一可视为质点的物块,其质量m=0.2Kg,与BC间的动摩擦因数。工件质量M=0.8Kg,与地面间的动摩擦因数。(取g=10m/s2)

(1)若工件固定,将物块由P点无初速度释放,滑至C点时恰好静止,求P、C两点间的高度差h。
(2)若将一水平恒力F作用于工件,使物块在P点与工件保持相对静止,一起向左做匀加速直线运动。
①求F的大小。
②当速度时,使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移),物块飞离圆弧轨道落至BC段,求物块的落点与B点间的距离。

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如图甲所示,两平行金属板A、B的板长l=0.20 m,板间距d=0.20 m,两金属板间加如图乙所示的交变电压,并在两板间形成交变的匀强电场,忽略其边缘效应。在金属板右侧有一方向垂直于纸面向里的匀强磁场,其左右宽度D="0.40" m,上下范围足够大,边界MN和PQ均与金属板垂直。匀强磁场的磁感应强度B=1.0×10-2 T。现从t=0开始,从两极板左端的中点O处以每秒钟1000个的速率不停地释放出某种带正电的粒子,这些粒子均以vo=2.0×105 m/s的速度沿两板间的中线射入电场,已知带电粒子的比荷=1.0×108 C/kg,粒子的重力和粒子间的相互作用都忽略不计,在粒子通过电场区域的极短时间内极板间的电压可以看作不变.求:

(1)  t=0时刻进入的粒子,经边界MN射入磁场和射出磁场时两点间的距离;
(2) 当两金属板间的电压至少为多少时,带电粒子不能进入磁场;
(3) 在电压变化的第一个周期内有多少个带电的粒子能进入磁场。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,一个绝缘光滑圆环竖直放在水平向右的匀强电场中,圆环半径大小为R=1.0m,电场强度大小为E=6.0×106v/m,现将一小物块由与圆心O等高的位置A点静止释放,已知小物块质量为m=1.6kg,电荷量为q=+2.0×10-6C,释放后滑块将沿着圆环滑动。小物块可视为质点,g取10m/s2。求:

(1)当物块滑到圆环最低点B时对轨道的压力大小
(2)若在圆环最低点B点给小物块一个水平向左的初速度,那么物块能否紧贴圆环在竖直平面内做圆周运动。(写出详细分析、判定过程)(已知:;)

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