练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    2．如图所示，足够长的木板A置于水平面上，物块B放在木板A的左端，A、B的质量分为mA=4.0kg、mB=l.0kg，A、B之间的动摩擦因数μ1=0.1，t=0时刻电动机（距离木板足够远）通过水平轻绳拉木板A，使木板A从静止开始运动．在0～2s内木板A做加速度大小为2m/s2的匀加速直线运动．0～4s内绳的拉力的功率P随时间t变化的图象如图乙所示，t=4s以后电动机停止工作．最大静摩擦力可近似等于摩擦力，重力加速度g取10m/s2．求：
    （1）0～2s内物块B的加速度大小aB；
    （2）木板A与水平面之间的动摩擦因数μ2；
    （3）物块B在木板A上滑行的过程中，B与A因摩擦产生的热量Q．

    分析 （1）先要判断A、B之间是否发生相对滑动，可假设相对滑动，对B，运用牛顿第二定律求出加速度，与A的加速度相比较，即可判断，再求得B的加速度．
    （2）由v=at求出t=2s时A的速度．由图乙读出P，由P=Fv求出牵引力F，再由A，运用牛顿第二定律列式，可求得木板A与水平面之间的动摩擦因数μ2；
    （3）t=2s后P变为44W，由P=Fv求出此时牵引力，分析A的运动状态以及B的运动状态，根据速度公式得到两者速度相等时所用时间．由位移公式求得两者的相对位移，从而求得摩擦产生热量Q．

    解答 解：（1）0-2s内，假设A、B之间发生相对滑动，由牛顿第二定律得：
    μ1mBg=mBaB．
    代入数据解得：aB=1m/s2．
    因 aB＜aA，故假设成立，因此物块B的加速度大小为：aB=1m/s2．
    （2）由题意，t1=2s时，木板A的速度大小为：vA1=aAt1=2×2=4m/s
    此时 P=FvA1=76W
    可得：F=19N
    对木板A，由牛顿第二定律可得：
    F-μ2（mB+mA）g-μ1mBg=mAaA．
    解得：μ2=0.2
    （3）t1=2s时刻，功率突变为44W，可得此时绳子拉力大小为：
    F′=$\frac{{P}_{1}}{{v}_{A1}}$=$\frac{44}{4}$=11N
    对A，由牛顿第二定律得：
    F′-μ2（mB+mA）g-μ1mBg=mAaA2．
    代入数据解得：aA2=0
    此刻开始A做匀速运动，B继续做匀加速运动，设经过t2时间A、B速度相等，则有：
    vA1=aB（t1+t2）
    代入数据解得：t2=2s
    0-4s内，A的位移为：xA1=$\frac{1}{2}{a}_{A1}{t}_{1}^{2}$+vA1t2．
    解得：xA1=12m
    B的位移为：xB1=$\frac{1}{2}{a}_{B}（{t}_{1}+{t}_{2}）^{2}$．
    解得：xB1=8m
    A、B间的相对位移为：△x=xA1-xB1=4m
    t=4s以后，A、B各自以不同的加速度减速运动
    对B：μ1mBg=mBaB2．
    解得：aB=1m/s2．
    对A：μ2（mB+mA）g-μ1mBg=mAaA3．
    解得：aA3=2.25m/s2．
    对A有：vA12=2aA3xA2．
    解得：xA2=$\frac{32}{9}$m
    对B有：vA12=2aBxB2．
    解得：xB2=$\frac{32}{9}$m
    因xB2-xA2＜△x，故B最终从A左端滑出，因此，Q=μ1mBg•2△x
    解得：Q=8J
    答：（1）0～2s内物块B的加速度大小aB是1m/s2．
    （2）木板A与水平面之间的动摩擦因数μ2是0.2．
    （3）物块B在木板A上滑行的过程中，B与A因摩擦产生的热量Q是8J．

    点评 分析清楚物体的运动情况，抓住功率与牵引力和速度的关系P=Fv，通过牛顿第二定律和运动学公式结合，边计算边判断两个物体的运动状态是关键，要注意把握隐含的临界状态，如两个物体的速度相同．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    1．下列说法正确的是（　　）
    A．单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
    B．当物体的温度升高时，物体内所有分子的动能都增大
    C．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
    D．石墨层状结构间距较大，沿此方向易剥下，因而其机械强度有方向性

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    13．如图所示，将一个质量为m=2.0kg的闭合的矩形线圈abcd用两条绝缘的细线悬挂在天花板上的OO′两点上，两条细线竖直，线圈的ab边水平．线圈abcd的下部二分之一的区域有垂直于线圈平面的匀强磁场，磁感应强度的大小B=0.5T，矩形线圈的ab边长L1=0.5m，bc边长L2=0.4m，线圈匝数N=100匝，线圈总电阻为5Ω．求：
    （1）穿过线圈abcd的磁通量Φ．
    （2）若将匀强磁场在5s时间内均匀减小到0，这个过程中每条细线上的拉力大小的平均值FT和线圈消耗的电功率P．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    10．如图所示，一由电动机带动的传送带加速装置示意图，传送带长L=31.25m，以v0=6m/s顺时针方向转动，现将一质量m=1Kg的物体轻放在传送带的A端，传送带将其带到另一端B后，物体将沿着半径R=0.5m的光滑圆弧轨道运动，圆弧轨道与传送带在B点相切，C点为圆弧轨道的最高点，O点为圆弧轨道的圆心．已知传送带与物体间的动摩擦因数μ=0.8，传送带与水平地面间夹角θ=37°，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，物体可视为质点，求：
    （1）物体在B点对轨道的压力大小；
    （2）当物体过B点后将传送带撤去，求物体落到地面时的速度大小．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    17．我国的“天链一号”卫星是地球同步卫星，可为中低轨道卫星提供数据通讯，“天链一号”卫星a、赤道平面内的低轨道卫星b，地球的位置关系如图所示，O为地心，地球相对卫星a、b的张角分别为θ1和θ2（θ2图中未标出），卫星a的轨道半径是b的4倍，且均绕地球同向运行，已知卫星a的周期为T，在运行过程中由于地球的遮挡，卫星b会进入卫星a通讯的盲区，卫星间的通讯信号视为沿直线传播，信号传输时间可忽略，下列分析正确的是（　　）
    A．卫星a、b的速度之比为2：1
    B．卫星b星的周期为$\frac{T}{8}$
    C．卫星b每次在盲区运行的时间为$\frac{{{θ_1}+{θ_2}}}{14π}T$
    D．卫星a运行一周将于卫星b相距最近出现16次

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    7．如右图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为θ的绝缘斜面上，导轨上端连接一个定值电阻．导体棒a和b放在导轨上，与导轨垂直并良好接触．斜面上水平虚线PQ以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场．现对a棒施以平行导轨斜向上的恒定拉力，使a棒沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的b棒恰好静止．当a棒运动到磁场的上边界PQ处时，撤去拉力，a棒将继续沿导轨向上运动一段距离后再向下滑动，a棒滑回PQ前b棒已滑离导轨．已知a棒、b棒和定值电阻的阻值均为R，b棒的质量为m，恒定拉力与b棒的质量大小关系为：恒定拉力=$\frac{7}{2}$mgsinθ，重力加速度为g，导轨电阻不计．求：
    （1）a棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a棒中的电流Ia与b棒中的电流Ib之比；
    （2）a棒质量ma；
    （3）a棒滑回PQ刚进入磁场向下运动时所受的安培力FA′的大小，并判断a棒在磁场中向下运动时做什么运动？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    14．下列说法正确的是（　　）
    A．研究运动中的汽车车轮的转动快慢，车轮可看作质点
    B．因为功和能的单位都是焦耳，所以功就是能
    C．研究网球在空中飞行的轨迹，网球可看作质点
    D．功是矢量，能是标量

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    11．一粒钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中．若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进入泥潭直到停住的过程称为过程Ⅱ，则（　　）
    A．过程Ⅰ中钢珠动量的改变量等于重力的冲量
    B．过程Ⅱ中阻力的冲量的大小等于全过程（过程Ⅰ和过程Ⅱ）中重力冲量的大小
    C．过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功等于过程Ⅰ与过程Ⅱ中钢珠所减少的重力势能之和
    D．过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅰ中钢珠所增加的动能

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．质量为m，速度为υ的子弹，能射入固定的木板L深．设阻力不变，要使子弹射入木板3L深，子弹的速度应变为原来的（　　）
    A．3υB．6υC．$\frac{3}{2}$υD．$\sqrt{3}$υ

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案