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如图,质量M=l kg的木板静止在水平面上,质量m=l kg、大小可以忽略的铁块...

如图,质量M=l kg的木板静止在水平面上,质量m=l kg、大小可以忽略的铁块静止在木板的右端。设最大摩擦力等于滑动摩擦力,已知木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,铁块与木板之间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10 m/s2.现给铁块施加一个水平向左的力F

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1若力F恒为8 N,经1 s铁块运动到木板的左端。求:木板的长度L

2若力F从零开始逐渐增加,且木板足够长。试通过分析与计算,在图中作出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象

 

(1) (2)见解析 【解析】 试题分析:(1)铁块: ① 木板:由牛顿第二定律: ② 设木板的长度为,经时间t铁块运动到木板的左端,则: ③ ④ ⑤ 联立①②③④⑤解得: ⑥ (2)①当时,系统没有被拉动,静摩擦力与外力成正比,即: ②当时,如果M、m相对静止,铁块与木板有相同的加速度,则: ⑦ ⑧ 解得: ⑨ 此时:,也即 ⑩ 所以:当时, ③当时,M、m相对滑动,此时铁块受到的摩擦力为: 图象如图所示: 【名师点睛】首先根据m、M的受力情况,确定运动情况,利用牛顿第二定律和运动学公式,结合位置关系计算木板的长度;再根据铁块和木板的受力情况,当F的大小不同时,m与M、M与地面间是否存在相对滑动,判断它们之间属于静摩擦力还是滑动摩擦力,得到f随F的变化关系,从而画出图象。 考点:牛顿第二定律、匀变速直线运动规律。  
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考点分析:
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如图所示,在光滑绝缘的水平面上,放置两块直径为2L的同心半圆形金属板A、B,两板间的距离很近,半圆形金属板A、B的左边有水平向右的匀强电场E1,半圆形金属板A、B之间存在电场,两板间的电场强度E2可认为大小处处相等,方向都指向O,现从正对A、B板间隙、到两板的一端距离为d处静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电微粒(不计重力),此微粒恰能在两板间运动且不与板发生相互作用.

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1求半圆形金属板A、B之间电场强度的E2的大小?

2从释放微粒开始,经过多长时间微粒的水平位移最大?

 

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用图示装置测量重锤的质量,在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为m0的铁片,重锤下端贴一遮光片,铁架台上安装有光电门.调整重锤的高度,使其从适当的位置由静止开始下落,读出遮光片通过光电门的挡光时间t0;从定滑轮左侧依次取下1块铁片放到右侧重锤上,让重锤每次都从同一位置由静止开始下落,计时器记录的挡光时间分别为t1、t2…,计算出t02、t12….

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1挡光时间为t0时,重锤的加速度为a0.从左侧取下i块铁片置于右侧重锤上时,对应的挡光时间为ti,重锤的加速度为ai.则满分5 manfen5.com=__________.(结果用t0和ti表示)

2作出满分5 manfen5.com﹣i的图线是一条直线,直线的斜率为k,则重锤的质量M=__________

3若重锤的质量约为300g,为使实验测量数据合理,铁片质量m0比较恰当的取值是__________

A.1g         B.5g           C.40g          D.100g.

 

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利用如图1实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题.

(1)图2为一条符合实验要求的纸带,O点为打点计时器打下的第一点.分别测出若干连续点A、B、C…与 O点之间的距离h1、h2、h3….已知打点计时器的打点周期为T,重锤质量为m,重力加速度为g,可得重锤下落到B点时的速度大小为_________

(2)取打下O点时重锤的重力势能为零,计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep.建立坐标系,横轴表示h,纵轴表示Ek和Ep,根据以上数据在图3中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ.已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94J/m,图线Ⅱ的斜率k2=2.80J/m.重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_________(用k1和k2表示).

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如图所示,倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连,质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接,A球置于斜面顶端,现由静止释放A、B两球,球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失,且碰后只能沿斜面下滑,它们最终均滑至水平面上。重力加速度为g,不计一切摩擦。则

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A.小球A、B在水平面上不可能相撞

B,B球刚滑至水平面时速度大小为满分5 manfen5.com

C.A球刚滑至水平面时速度大小为满分5 manfen5.com

D.整个过程中,轻绳对B球做功为9mgL/8

 

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如图所示为赛车场的一个水平U形弯道,转弯处为圆心在O点的半圆,内外半径分别为r和2r。一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达满分5 manfen5.com线,有如图所示的①②③三条路线,其中路线③是以满分5 manfen5.com为圆心的半圆,满分5 manfen5.com。赛车沿圆弧路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力均为满分5 manfen5.com。选择路线,赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变,发动机功率足够大),则:

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A.赛车经过路线②③时的位移相等

B.选择路线②,赛车的速率最小

C.选择路线③,赛车所用时间最短

D.①②③三条路线的圆弧上,赛车的向心加速度大小相等

 

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