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(14分)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)。设拖把头的质量为m,拖杆质...

14分)拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)。设拖把头的质量为m,拖杆质量可以忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ,重力加速度为g,某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为θ

1)若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小。

2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临界角θ0,若θ≤θ0,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0

 

(1)(2)λ 【解析】 试题(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把。将推拖把的力沿竖直和水平方向分解,按平衡条件有①② 式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。按摩擦定律有③ 联立①②③式得④ (2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动,应有⑤ 这时①式仍满足。联立①⑤式得⑥ 现考察使上式成立的θ角的取值范围。注意到上式右边总是大于零,且当F无限大时极限为零,有⑦ 使上式成立的θ角满足,这里θ0是题中所定义的临界角,即当时,不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把。临界角的正切为⑧
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考点分析:
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为了提高运动员奔跑时下肢向后的蹬踏力量,在训练中,让运动员腰部系绳拖汽车轮胎奔跑,已知运动员在奔跑中拖绳上端与在面的高度为1.2m,且恒定,轻质无弹性的拖绳长2m,运动员质量为60kg,车胎质量为12kg,车胎与跑道间的动摩擦因数为,如图甲所示,将运动员某次拖胎奔跑100m当做连续过程,抽象处理后的v-t图象如图乙所示,g=10m/s2,不计空气阻力。求:

1)运动员加速过程中的加速度大小a及跑完100m后用的时间t

2)在加速阶段绳子对轮胎的拉力大小T及运动员与地面间的摩擦力大小f

 

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在离地面15m的高处,以的初速度紧直上抛一小球,求小球落地时的速度和小球从抛出到落地所用的时间。(忽略空气阻力的影响,取重力加速度)

 

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质量是60kg的人站在升降机中的体重计上如图所示,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数是多少? 处于什么状态? ()

(1)升降机匀速上升;

(2)升降机以的加速度上升;

(3)升降机以的加速度下降;

(4)升降机以重力加速度g加速下降。

 

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如图所示,质量为的10kg的物体,在F=60N水平向右的拉力作用下,由静止开始运动。设物体与水平面之间的动摩擦因数。求:

(1)物体的加速度为多大?

(2)物体在第3s内的位移为多大?

 

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某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系:

1)下列做法正确的是___

A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与轨道保持平行

B.在调节轨道倾斜度平衡摩擦力时,应将装有砝码的砝码盘通过定滑轮拴到木块上

C.实验时,先放开小车再接通打点计时器的电源

D.增减木块上砝码改变木块质量时,不需要重新调解木板的倾斜度

2)为使砝码盘及盘内砝码的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码盘及盘内砝码的总质量___________木块和木块上钩码的总质量(填远大于、远小于或近似等于)

3)某次实验,保持木块所受的合外力相同,测量不同质量的木块在相同的力的作用下的加速度,根据实验数据描绘出a-m图像如图甲所示,由于这条曲线是不是双曲线并不容易确定,因此不能确定am成反比,紧接着该同学做了图像如图乙所示.

根据图像是过原点的直线,因此可判断出a_______比,即am成反比;

根据图像可以得到物体受到的外力为______N

 

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