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如图所示,水平桌面A上直线MN将桌面分成两部分,左侧桌面光滑,右侧桌面粗糙。在A...

如图所示,水平桌面A上直线MN将桌面分成两部分,左侧桌面光滑,右侧桌面粗糙。在A上放长L=0.1m的均匀方木板,木板左端刚好与MN对齐,通过细绳绕过光滑的定滑轮与正上方的一水平圆盘B上的小球(可看成质点)相连,小球质量与木板质量相等,小球套在沿圆盘半径方向的光滑细杆上,细杆固定在圆盘上,细线刚好绷直。木板右端与一劲度系数k=40N/m的轻弹簧相连,轻弹簧另一端固定在挡板上。现用力F沿杆方向拉动小球,通过细线使木板缓慢向左运动,当木板刚好离开粗糙面时,拉力做功W=0.3J。

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(1)上述过程中,因摩擦而产生的热量是多少?

(2)写出上述过程中F随小球运动位移x的关系式,并画出F-x图象。

(3)若将“力F拉小球”改为“使B绕轴满分5 manfen5.com转动”,仍实现上述过程,则杆对小球至少需要做多少功?已知开始时小球离圆盘中心的距离r=0.1m。

 

(1)0.3J (2)(N) m (3)   【解析】 试题分析:(1)木板离开过程中,弹簧的压缩量和伸长量刚好相等,弹性势能不变。 摩擦产生的热量Q=W=0.3J (4分) (2)木板克服摩擦力做功为 得(N) B盘中小球受力 F=T 桌面上木板受力 代入数据得 (N) m 图象如右图所示 (3)木板刚好离开粗糙面时,绳子拉力T=2N ,小球圆周运动的半径R=r+L 设此时小球随圆盘转动的线速度为v, 小球受力 ,小球此时的动能为 杆对小球做功 代入数据解得 J 考点:考查了圆周运动,功能关系, 【名师点睛】在分析力学综合时,受力分析是关系,在利用功能关系解题时,一定要区分清楚,哪些力作用,转化为什么能  
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