【题目】如图所示,光滑的水平地面上有一质量为M=2kg、长度为L=2m的木板,木板右端有一质量为m=1kg的小物块,初始时它们均静止,已知物块和木板间的动摩擦因数为,取重力加速度为,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小可视为相等。
(1)若给木板施加水平向右的恒力F,使木板能从物块下拉出,则恒力F的大小应满足什么条件?
(2)若现给木板施加水平向右的拉力作用时间,然后将变更为方向水平向右、大小为2N的拉力,最终木板不能从物块下抽出,求拉力的大小满足的条件。
【答案】(1) F >6N,(2) .
【解析】试题分析:为使小物体从木板上掉下,则小物体相对于木板滑动,隔离对小物体分析,求出它的临界加速度,再对整体分析,运用牛顿第二定律求出拉力F的最小值;根据牛顿第二定律求出水平力变为F1时木板和木块的加速度,当水平力变为F2时,木板所受合外力为零,开始作匀速直线运动直至和物块速度相等,在结合运动学公式和位移间的关系可以求出拉力满足的条件。
当给木板施加水平向右的恒力F时,设木板和物块产生的加速度大小分别为a1、a2
由牛顿第二定律有:对木板:F-μmg=Ma1
对物块:μmg=ma2
要使木板能从物块下拉出,应满足a1> a2
联立以上并代入数据可得:F >6N
(2)设给木板施加水平向右的拉力F1时,木板能相对物块滑动,此时物块仍以(1)中的加速度a2=ug加速运动,设木板的加速度大小为a3,t1时间后物块的速度为v,位移为s1
对木板由牛顿第二定律有:F1-μmg=Ma3
又由运动学规律有:v=a3t1, s1=t1
当水平力变为F2时,木板所受合外力为零,开始作匀速直线运动直至和物块速度相等,设该过程中木板的位移为s2,其后它们一起做匀加速运动,它们的v-t图象如图所示:
由运动学规律有:s2=v(t2-t1)
设物块从静止加速到v所用时间为t2,位移为s3,由运动学规律有:v=a2t2,s3t2
要满足木板不能从物块下抽出,则:s1+s2≤s3+L
联立以上并代入数据可得:F1≤10N
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,材料相同、质量分别为m1和m2的两物块放在粗糙的水平地面上,用轻质弹簧将两物块连接在一起。当用水平力F作用在m1上时,两物块均以加速度a一起做匀加速运动,此时弹簧形变量为x;若用水平力2F作用在m1上时,两物块均以加速度a′做匀加速运动,此时弹簧形变量为x′。则下列关系正确的是
A. a′=2a B. x′=2x C. a′>2a D. x′<2x
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验,步骤如下:
①用天平测出滑块A、B的质量分别为200g和300g;
②安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
③向气垫导轨通入压缩空气;
④把A、B两滑块放到导轨上,并给他们一个初速度,同时开始闪光照相,闪光的时间间隔设定为△t=0.2s,照片如图所示:
结合实验过程和图象分析知:该图象是闪光4次摄得的照片,在这4次闪光的瞬间,A、B两滑块均在0﹣﹣80cm刻度范围内; 第一次闪光时,滑块A恰好通过x=55cm处,滑块B恰好通过x=70cm处; 碰撞后有一个物体处于静止状态. 设向右为正方向,试分析:
滑块碰撞时间发生在第一次闪光后s,碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是kgm/s,碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是kgm/s.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图,质量m=1kg的小球被竖直平面内的轻线和轻弹簧系着而处于静止,轻线和轻弹簧的另一端分别固定在竖直立柱和水平地面上,已知轻弹簧的劲度系数,其轴线与地面夹角,弹簧对小球的拉力F=10N,取重力加速度,求:
(1)弹簧的伸长量;
(2)轻线拉力T的大小及轻线与水平面的夹角。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd,每边长为L=0.2m,总电阻为R=10Ω,总质量为m=0.04kg.将其置于磁感强度为B=5T的水平匀强磁场上方h=0.45m处,如图所示.线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行.当cd边刚进入磁场时,(重力加速度取g=10m/s2)
(1)求线框中产生的感应电动势大小;
(2)求cd两点间的电势差大小;
(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,在坐标xoy平面内存在B=2.0T的匀强磁场,OA与OCA为置于竖直平面内的光滑金属导轨,其中OCA满足曲线方程 ,C为导轨的最右端,导轨OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1和R2 , 其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω.现有一足够长、质量m=0.10kg的金属棒MN在竖直向上的外力F作用下,以v=3.0m/s的速度向上匀速运动,设棒与两导轨接触良好,除电阻R1、R2外其余电阻不计,g取10m/s2 .
求:
(1)金属棒MN在导轨上运动时感应电流的最大值;
(2)外力F的最大值;
(3)金属棒MN滑过导轨OC段,整个回路产生的热量.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】2011年3月11日在日本海域发生强烈地震,强震引发了福岛核电站危机.核电中的 U发生着裂变反应,试完成下列反应方程式 U+ n→ Ba+ Kr+;已知 U、 Ba、 Kr和中子的质量分别是mU、mBa、mKr、mn , 该反应中一个 U裂变时放出的能量为 . (已知光速为c)
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】“验证力的平形四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。
① 图乙中的F与F′ 两力中,方向一定沿AO方向的是________________.
② 下列关于“验证力的平形四边形定则”说法中正确的是(_________)
A.为了减小误差,拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
B.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角必须为90°
C.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化
D.本实验采用的主要科学方法是“建立物理模型法”
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,斜面体固定不动,一轻质弹簧沿光滑斜面放置,下端固定在斜面底部挡板上.分两次将质量为m1、m2(m2>m1)的两物块从斜面上不同位置静止释放,两次运动中弹簧的最大压缩量相同(弹簧始终在弹性限度范围内).物块从开始释放到速度第一次减为零的过程,则( )
A.m1开始释放的高度高
B.m1的重力势能变化量大
C.m2的最大速度小
D.m2的最大加速度小
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com