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如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移...

如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为m1m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.

(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;

(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;

(3)本实验中,m10.5 kgm20.1 kgμ0.2,砝码与纸板左端的距离d0.1 m,取g10 m/s2.若砝码移动的距离超过l0.002 m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?

 

(1)纸板所受摩擦力的大小为μ(2m1+m2)g; (2)所需拉力的大小F>2μ(m1+m2)g; (3)纸板所需的拉力至少22.4N. 【解析】试题分析:(1)砝码和桌面对纸板的摩擦力分别为:f1=μm1g,f2=μ(m1+m2)g 纸板所受摩擦力的大小:f=f1+f2=μ(2m1+m2)g (2)设砝码的加速度为a1,纸板的加速度为a2,则有:f1=m1a1,F-f1-f2=m2a2 发生相对运动需要a2>a1 代入数据解得:F>2μ(m1+m2)g (3)为确保实验成功,即砝码移动的距离不超过l=0.002m,纸板抽出时砝码运动的最大距离为 x1=a1t12, 纸板运动距离d+x1=a2t22 纸板抽出后砝码运动的距离x2=a3t22, L=x1+x2 由题意知a1=a3,a1t1=a3t2代入数据联立得F=22.4N 考点:牛顿第二定律的综合应用 【名师点睛】这是2013年江苏高考题,考查了连接体的运动,解题时应用隔离法分别受力分析,找出两个物体之间的位移关联关系,列运动方程,难度较大。  
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考点分析:
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一长木板在水平地面上运动,t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动的速度-时间图像如图所示。已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g=10 m/s2,:

(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数;

(2)t=0时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小。

 

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为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间Δt1Δt2都可以被测量并记录.滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,光电门间距离为x,牵引砝码的质量为m.回答下列问题:

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉以使气垫导轨水平,根据________________可判定调节已经到位

(2)若取M=0.4 kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是________

A.m1=5 g                         B.m2=15 g

C.m3=40 g                       D.m4=400 g

(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,其中求得的加速度的表达式为:________________(Δt1Δt2、D、x表示).

 

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现用频闪照相方法来研究物块的变速运动.在一小物块沿斜面向下运动的过程中,用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示.拍摄时频闪频率是10Hz;通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4.已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s.数据如下表所示.重力加速度大小g=9.80m/s2

单位:cm

x1

x2

x3

x4

h

S

10.76

15.05

19.34

23.65

48.00

80.00

 

根据表中数据,完成下列填空:

(1)物块的加速度a=_____m/s2(保留3位有效数字).

(2)因为_____可知斜面是粗糙的.

 

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甲、乙两物体在t=0时刻经过同一位置沿x轴运动,其v-t图像如图所示。则(    )

A. 甲、乙在t=0st=1s之间沿同一方向运动

B. 乙在t=0t=7s之间的位移为零

C. 甲在t=0t=4s之间做往复运动

D. 甲、乙在t=6s时的加速度方向相同

 

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如图所示,在光滑地面上有一水平力F拉动小车和木块一起做匀加速直线运动,小车的质量为M,木块的质量为m.设加速度大小为a,木块与小车之间的动摩擦因数为μ,则在这个过程中木块受到的摩擦力大小是(  )

A. μmg    B. ma    C. F    D. F-ma

 

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