【题目】如图,光滑水平面上静置一长木板A,质量M=4kg,A的最前端放一小物块B(可视为质点),质量m=1kg,A与B间动摩擦因数μ=0.2.现对木板A施加一水平向右的拉力F,取g=10m/s2.则:
(1)若拉力F1=5N,A、B一起加速运动,求A对B的静摩擦力f的大小和方向;
(2)为保证A、B一起加速运动而不发生相对滑动,求拉力的最大值Fm(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等);
(3)若拉力F2=14N,在力F2作用t=ls后撤去,要使物块不从木板上滑下,求木板的最小长度L
【答案】(1)f= 1N,方向水平向右;(2)Fm= 10N。(3)木板的最小长度L是0.7m。
【解析】
(1)对AB整体分析,由牛顿第二定律得:F1=(M+m)a1
对B,由牛顿第二定律得:f=ma1联立解得f =1N,方向水平向右;
(2)对AB整体,由牛顿第二定律得:Fm=(M+m)a2对B,有:μmg=ma2联立解得:Fm=10N
(3)因为F2>Fm,所以AB间发生了相对滑动,木块B加速度为:a2=μg=2m/s2。木板A加速度为a3,则:F2-μmg=Ma3解得:a3=3m/s2。
1s末A的速度为:vA=a3t=3m/s
B的速度为:vB=a2t=2m/s
1s末A、B相对位移为:△l1==0.5m撤去F2后,t′s后A、B共速
对A:-μmg=Ma4可得:a4=-0.5m/s2。共速时有:vA+a4t′=vB+a2t′可得:t′=0.4s撤去F2后A、B相对位移为:△l2==0.2m为使物块不从木板上滑下,木板的最小长度为:L=△l1+△l2=0.7m。
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【题目】如下图是直升机训练伞兵的情境.假设直升机放下绳索吊起伞兵后(如图甲),竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示,则()
A. 绳索中拉力可能倾斜向上 B. 在地面上观察到伞兵的运动轨迹是一条抛物线
C. 伞兵始终处于失重状态 D. 绳索中拉力先大于重力,后小于重力
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【题目】广州塔,昵称小蛮腰,总高度达600m,游客乘观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台,若电梯简化成只受重力与绳索拉力,已知电梯在t=0时由静止开始上升,a-t间关系如图所示.则下列相关说法正确的是( )
A. t=4.5s时,电梯处于失重状态
B. 5~55s时间内,绳索拉力最小
C. t=59.5s时,电梯处于超重状态
D. t=60s时,电梯速度恰好为0
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【题目】内壁光滑上小下大的圆柱形薄壁气缸竖直放置,上下气缸的横截面积分别为S1=40cm2、S2=80cm2,上下气缸的高度分别为h=80cm、H=100cm。质量为m=8kg的薄活塞将0.5mol氢气(H2的摩尔质量为2g/mol)封闭在气缸内,活塞静止在管口,如图所示。已知氢气的定容比热容Cv为10.21kJ/(kgK),外界大气压强p0=1.0×105Pa,g取10m/s2。定容比热容Cv是指单位质量的气体在容积不变的条件下,温度升高或降低1K所吸收或放出的热量。保持缸内气体温度为35℃不变,用竖直外力缓慢向下推活塞,当活塞恰推至上气缸底部时,外力大小为F。求:
(1)求F的大小;
(2)随后在逐渐减小竖直外力的同时改变缸内气体温度,使活塞位置保持不变,直至外力恰为0。求这一过程中气体内能的变化量为多少?(结果保留三位有效数)。
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【题目】如图所示,质量为M=0.5kg,长l =1m的木板静止在光滑水平面上,将质量为m=1kg可视为质点的物块以初速度v0=4m/s滑上木板的左端,同时对木板施加一个水平向右的恒力F,为确保物块不滑离木板,求F的最小值。(物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2。)
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【题目】如图所示,边长为1,质量为m的等边三角形导线框abc用绝缘细线悬挂于天花板,导线框中通一逆时针方向的电流,图中虚线CD过ab边中点和ac边中点。只在CDFE区域加一垂直于导线框向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导线框处于静止状态时,细线中的拉力为F1;只在ABDC区域中加与上述相同的磁场,导线框处于静止状态时,细线中的拉力为F2。则导线框中的电流大小为
A. B. C. D.
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【题目】如图所示,质量分别为m1、m2的两个小球A、B,带有等量异种电荷,通过绝缘轻弹簧相连接,置于绝缘光滑的水平面上.突然加一水平向右的匀强电场后,两球A、B将由静止开始运动,对两小球A、B和弹簧组成的系统,在以后的运动过程中,以下说法正确的是(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用,且弹簧不超过弹性限度)
A.系统的合外力冲量为零B.系统机械能守恒
C.系统机械能不断增加D.系统动量守恒
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【题目】自行车变速器的工作原理是依靠线绳拉动变速器,变速器通过改变链条的位置,使链条跳到不同的齿轮上而改变速度自行车的部分构造如图所示,下列有关说法中不正确的是()
A. 自行车骑行时,后轮边缘的轮胎与飞轮的角速度相等
B. 自行车拐弯时,前轮边缘与后轮边缘的线速度大小一定相等
C. 自行车上坡时,理论上采用中轴链轮最小挡,飞轮最大挡
D. 自行车骑行时,链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的线速度大小相等
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【题目】质量为m的汽车在平直路面上启动,启动过程的速度图象如图所示,从t1时刻起汽车的功率保持不变,整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff,则
A. 0~t1时间内,汽车的牵引力等于
B. t1~t2时间内,汽车的功率等于
C. 汽车运动的最大速度等于
D. t1~t2时间内,汽车的平均速度小于
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