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如图,质量=1kg的长木板在水平恒力F=10N的作用下沿光滑的水平面运动,当木板...

如图,质量=1kg的长木板在水平恒力F=10N的作用下沿光滑的水平面运动,当木板速度为v0=2m/s时,在木板右端无初速度轻放一质量为=1.5kg的小物块,此后木板运动=1.5m时撤去力F,已知物块与木板间动摩擦因为μ=0.4,木板长L=1.3m,g取10m/s2

(1)求撤去水平力F时木板的速度大小;

(2)通过计算分析物块是否滑离木板,若未滑离木板,计算物块和木板的共同速度大小;

(3)计算开始至两者达到共同速度过程中,物块和木板因摩擦所产生的热量。

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)设物块刚放上木板后木板和物块的加速度大小分别为,由牛顿第二定律, 对木板有:① 对物块有:② 假设撤去力F前,物块未滑离木板,设从物块放上木板至撤去力F经历的时间为t1,由运动学方程,对木板有:③ 该过程中木块位移④ 由①~④式可得物块相对木板的位移大小 ⑤ 故假设正确,即撤去力F时,物块未滑离木板, 此时木板速度大小⑥ 由①②③⑥式可得: (2)撤去力F后,木板作匀减速运动,设其加速度大小为a3,由牛顿第二定律有:⑦ 假设撤去力F后物块未滑离木板,经时间t2两者速度达到共同速度,物块相对木板的位移大小为,由运动学方程有: ⑧ ⑨ 可得物块相对木板的总位移⑩ 故假设成立,最终物块未离开木板,二者一起作匀速直线运动,由⑧式可得: 考点:考查了牛顿第二定律,运动学公式,功能关系 【名师点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度,所以在做这一类问题时,特别又是多过程问题时,先弄清楚每个过程中的运动性质,根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力  
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考点分析:
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如图所示,有一个可视为质点的质量m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=1.8m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,最后小物块无碰撞的地滑上紧靠轨道末端D点的足够长的水平传送带。已知传送带上表面与圆弧轨道末端切线相平,传送带沿顺时针方向匀速运动的速度为v=3m/s,小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,圆弧轨道的半径为R=2m,C点和圆弧的圆心O点连线与竖直方向的夹角θ=53°,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:

(1)小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;

(2)小物块从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中产生的热量。

 

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如图为嫦娥三号探测器在月球上着陆最后阶段的示意图,首先在发动机作用下,探测器受到推力在距月面高度为h1处悬停(速度为0h1远小于月球半径);接着推力改变,探测器开始竖直下降,到达距月面高度为h2处的速度为v,此后发动机关闭,探测器仅受重力下落至月面,已知探测器总质量为m(不包括燃料),地球和月球的半径比为k1,质量比为k2,地球表面附近的重力加速度为g,求:

 

1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小;

2)从开始竖直下降到刚接触月面时,探测器机械能的变化。

 

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如图所示,水平屋顶高H=5 m,墙高h=3.2 m,墙到房子的距离L=3 m,墙外马路宽x=10 m,小球从房顶水平飞出,落在墙外的马路上,求小球离开房顶时的速度v0的取值范围.

(取g=10 m/s2)

 

 

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如图甲所示为山丹一中两位同学探究物体的加速度与其质量、所受合外力的关系的实验装置图。

1)实验中,两位同学安装好实验装置后,首先平衡摩擦力,他们将长木板的一端适当垫高些后,在不挂砝码盘的情况下,使小车靠近打点计时器后,先接通电源,后用手轻拨小车,小车便拖动纸带在木板上自由运动。若打点计时器第一次在纸带上打出的计时点越来越稀疏(从打出的点的先后顺序看),则第二次打点前应将长木板底下的小木块垫的比原先更加       (填)些;重复以上操作步骤,直到打点计时器在纸带上打出一系列       的计时点,便说明平衡摩擦力合适。

2)平衡摩擦力后,在               的条件下,两位同学可以认为砝码盘(连同砝码)的总重力近似等于小车的所受的合外力。

3)接下来,这两位同学先保持小车的质量不变的条件下,研究小车的加速度与受到的合外力的关系;如图乙为某次操作中打出的一条纸带,他们在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm。实验中使用的频率f50Hz的交变电流。根据以上数据,可以算出小车的加速度a         m/s2。(结果保留三位有效数字)

4)然后,两位同学在保持小车受到的拉力不变的条件下,研究小车的加速度a与其质量M的关系。他们通过给小车中增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a图线后,发现当较大时,图线发生弯曲。于是,两位同学又对实验方案进行了进一步地修正,避免了图线的末端发生弯曲的现象,那么,两位同学的修正方案可能是      

A.改画a与(Mm)的关系图线

B.改画a的关系图线

C.改画a的关系图线

D.改画a的关系图线

 

5)探究物体的加速度与其质量、所受合外力的关系实验完成后,两位同学又打算测出小车与长木板间的动摩擦因数。于是两位同学先取掉了长木板右端垫的小木块,使得长木板平放在了实验桌上,并把长木板固定在实验桌上,具体的实验装置 如上 图丙所示;在砝码盘中放入适当的砝码后,将小车靠近打点计时器,接通电源后释放小车,打点计时器便在纸带上打出了一系列的点,并在保证小车的质量M、砝码(连同砝码盘)的质量m不变的情况下,多次进行实验打出了多条纸带,分别利用打出的多条纸带计算出了小车运动的加速度a,并求出平均加速度,则小车与长木板间的动摩擦因数μ       。(用mMg表示)

 

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半径为的水平圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动,为圆盘边缘上一点.点的正上方有一个可视为质点的小球以初速度水平抛出时,半径方向恰好与的方向相同,如图所示.若小球与圆盘只碰一次,且落在点,重力加速度为,则小球抛出时距的高度=_________,圆盘转动的角速度大小=_________.

 

 

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