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如图所示,粗糙水平地面上放置一个截面为半圆的柱状物体A,A与墙之间再放一光滑圆球...

如图所示,粗糙水平地面上放置一个截面为半圆的柱状物体A,A与墙之间再放一光滑圆球B,整个装置处于平衡状态.已知A,B两物体的质量分别为M和m,半圆球B同半圆的柱状物体半径均为r,已知A的圆心到墙角距离为2r,重力加速度为g.求:

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(1)物体受到地面的支持力大小;

(2)物体受到地面的摩擦力.

 

(1)(M+m)g (2)mg 【解析】 试题分析:(1)A、B两球均静止,受力都平衡,可以看成整体,对整体分析受力,由平衡条件求地面对A的支持力. (2)对B受力分析如图,由几何关系得到AB两球球心连线与竖直方向的夹角,再由平衡条件求得墙面对B的弹力,结合整体法求地面对A的摩擦力. 【解析】 (1)对A、B整体,受力分析如图所示. 由平衡条件得: NA=(M+m)g…① f=NB …② (2)对B受力分析如图,由几何关系得: sinθ==,θ=30°…③ 由平衡条件得: NABcosθ﹣mg=0…④ NABsinθ﹣NB=0…⑤ 联立解③④⑤得 NB=mgtanθ=mg…⑥ 由整体法可得,物体受到地面的摩擦力f=NB=mg,方向水平向左. 答:(1)物体受到地面的支持力大小为(M+m)g; (2)物体受到地面的摩擦力大小为mg,方向水平向左. 【点评】本题是共点力平衡条件的应用问题,注意正确选择研究对象,采用整体法和隔离法结合,通过受力分析,作出受力分析图即可顺利求解.  
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考点分析:
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高速公路给人们带来极大方便,但由于在高速公路上行驶的汽车速度很大,雾天曾出现过几十辆车追尾相撞的事故,造成极大的人生伤害和财产损失.现假设某条高速公路限制速度为120km/h,某种雾天的能见度(即观察者与能看见的最远目标间的距离)为37m,汽车紧急制动的最大加速度大小为8m/s2,制动时司机的反应时间(即司机发现状况到踩下刹车的时间,该时间内汽车仍然匀速运动)为0.6s,求:

(1)当汽车速度为120km/h时,突然以8m/s2的最大加速度紧急制动,从踩下刹车到汽车停止运动,汽车滑行的距离x;

(2)在该雾天,为了安全,汽车行驶的最大速度v.

 

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滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力Fx垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可视为静止).某次运动中,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角θ=37°时如图,滑板做匀速直线运动,相应的k=54kg/m,人和滑板的总质量为108kg,试求(重力加速度g取10m/s2,sin 37°取0.6,忽略空气阻力):

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(1)水平牵引力的大小;

(2)滑板的速率.

 

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一物体沿一直线从静止开始运动且同时开始计时,其加速度随时间周期性变化的关系图线(a﹣t图)如图所示,求:

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(1)物体在第4s末的速度;

(2)物体在第4s内的位移.

 

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某同学想测出宜宾本地的重力加速度g.为了减小误差,他设计了一个实验如下:将一根长直铝棒用细线悬挂在空中(如图甲所示),在靠近铝棒下端的一侧固定电动机M,使电动机转轴处于竖直方向,在转轴上水平固定一支特制笔N,借助转动时的现象,将墨汁甩出形成一条细线.调整笔的位置,使墨汁在棒上能清晰地留下墨线.启动电动机待转速稳定后,用火烧断悬线,让铝棒自由下落,笔在铝棒上相应位置留下墨线.

图乙是实验时在铝棒上所留下的墨线,将某条合适的墨线A作为起始线,此后每隔4条墨线取一条计数墨线,分别记作B、C、D、E.将最小刻度为毫米的刻度尺的零刻度线对准A,此时B、C、D、E对应的刻度依次为14.68cm,39.15cm,73.41cm,117.46cm.

已知电动机每分钟转动3000转.求:

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(1)相邻的两条计数墨线对应的时间间隔为      s;

(2)由实验测得宜宾本地的重力加速度为      (结果保留三位有效数字);

(3)本实验中主要系统误差是      ,主要偶然误差是      (各写出一条即可)

 

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某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系.

(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧.弹簧轴线和刻度尺都应在      方向(填“水平”或“竖直”).

(2)弹簧自然悬挂,待弹簧      时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6,数据如表:

代表符号

L0

Lx

L1

L2

L3

L4

L5

L6

数值[cm]

25.35

27.35

29.35

31.30

33.4

35.35

37.40

39.30

表中有一个数值记录不规范,代表符号为      .由表可知所用刻度尺的最小分度为     

(3)如图是该同学根据表中数据作的图,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与      的差值(填“L0”或“Lx”).

(4)由图可知弹簧的劲度系数为      N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为      g(结果保留两位有效数字,重力加速度取9.8m/s2).

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