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如图1所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面.已知A的质量mA和B...

如图1所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面.已知A的质量mAB的质量mB均为2.0kgAB之间的动摩擦因数μ1=0.2B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g10m/s2.若t=0开始,木板BF1=16N的水平恒力作用,t=1sF1改为F2=4N,方向不变,t=3s时撤去F2

1)木板BF1=16N的水平恒力作用时,AB的加速度aAaB各为多少?

2)从t=0开始,到AB都静止,AB上相对B滑行的时间为多少?

3)请以纵坐标表示A受到B的摩擦力fA,横坐标表示运动时间t(从t=0开始,到AB都静止),取运动方向为正方向,在图2中画出fA-t的关系图线(以图线评分,不必写出分析和计算过程).

 

(1)2m/s2 ;4m/s2(2)0.5s(3)fA-t的关系图线如图; 【解析】试题分析:(1)根据牛顿第二定律得对A:μ1mAg=mAaA解得:aA=μ1g=0.2×10m/s2=2m/s2 对B:F1-μ2(mA+mB)g-μ1mAg=mBaB 代入数据得aB=4m/s2 (2)t1=1s时,A、B分别为vA、vB vA=aAt1=2×1m/s=2m/s vB=aBt1=4×1m/s=4m/s F1改为F2=4N后,在B速度大于A速度的过程,A的加速度不变,B的加速度设为aB′, 根据牛顿第二定律得 F2-μ2(mA+mB)g-μ1mAg=mBaB′ 代入数据得aB′=-2m/s2 设经过时间t2,A、B速度相等,由于AB之间的最大静摩擦力fm=μ1mAg=0.2×2.0×10N=4N 假如AB相对静止,整体分析合外力为:F合=F2-μ2(mA+mB)g=0N<fm此后它们保持相对静止. vA+aAt2=vB+aB′t2 代入数据得t2=0.5s A在B上相对B滑行的时间为t=t1+t2=1.5s (3)
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考点分析:
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如图所示,长为l=1m的绳子下端连着质量为m=1kg的小球,上端悬于天花板上,把绳子拉直,绳子与竖直线夹角为60°,此时小球静止于光滑的水平桌面上.:g10 m/s2

1当球以ω1=4rad/s作圆锥摆运动时,绳子张力T1为多大? 桌面受到压力为多大?

2当球以ω2=6rad/s作圆锥摆运动时,绳子张力T2及桌面受到压力各为多大?

 

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如图所示,粗糙水平地面AB与半径R0.4 m的光滑半圆轨道BCD相连接,且在同一竖直平面内,OBCD的圆心,BOD在同一竖直线上.质量m2 kg的小物块在9 N的水平恒力F的作用下,从A点由静止开始做匀加速直线运动.已知AB5 m,小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ0.2.当小物块运动到B点时撤去力F.取重力加速度g10 m/s2.求:

(1)小物块到达B点时速度的大小;

(2)小物块运动到D点时,轨道对小物块作用力的大小;

 

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城市的私家车数量增速很快,交通问题多发,某出租车以10 m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,私家车以4 m/s的速度与出租车平行同向做匀速直线运动,出租车经过私家车旁边时司机看见私家车前轮胎没气压瘪了,想提示对方,开始以0.5 m/s2的加速度刹车等私家车,从出租车刹车开始计时,求:

(1)私家车在追上出租车前,两车相距的最大距离;

(2)私家车追上出租车所用的时间.

 

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某同学做“探究加速度与力、质量关系”的实验。如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置A由静止释放。

(1)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等,则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为__________

(2)若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示,则d________cm;实验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt,就可以计算出小车经过光电门时的速度为。

(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt,并算出相应小车经过光电门时的速度v,通过描点作出v2m线性图象(如图所示),从图线得到的结论是:在小车质量一定时,________。如果小车的质量M=5kg,图像的斜率K=1,则AB间的距离x=______m(g取10 m/s2

(4)另一实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示.滑块和位移传感器发射部分的总质量m________ kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ______.(重力加速度g取10 m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

 

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在探究弹力和弹簧伸长的关系时,某同学先按图1对弹簧甲进行探究,然后把原长相同的弹簧甲和弹簧乙并联起来按图2进行探究.在弹性限度内,将质量为m=50g的钩码逐个挂在弹簧下端,分别测得图1、图2中弹簧的长度L1L2如下表所示.

 

已知重力加速度g=9.8m/s2,要求尽可能多的利用测量数据,计算弹簧甲的劲度系数k1=______N/m(结果保留三位有效数字).由表中数据计算出弹簧乙的劲度系数k2=______N/m(结果保留三位有效数字).

 

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