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14.如图所示,三角形木楔静置于粗糙水平地面上,木楔质量M=9kg、倾角θ=30°,三角形木楔的斜面上有一个质量为m=1kg的小物块.(重力加速度取g=10m/s2)若小物块在斜面上由静止开始下滑,当滑行距离s=1m时,其速度v=2m/s.在此过程中木楔没有动,求:
(1)物块下滑时所受的摩擦力大小和方向
(2)物块下滑时地面对木楔的摩擦力的大小和方向.

分析 (1)以小物块为研究对象.物块在斜面上由静止开始下滑,做匀加速直线运动,已知初速度、位移和末速度,根据速度位移关系式求出加速度,根据牛顿第二定律求出物块下滑时所受的摩擦力大小和方向;
(2)以三角形木楔为研究对象,分析受力,根据共点力平衡求解地面对木楔的摩擦力的大小和方向.

解答 解:(1)物块下滑时,则有加速度的大小为:
a=$\frac{{v}^{2}}{2s}$=$\frac{{2}^{2}}{2×1}$m/s2=2m/s2
由牛顿第二定律得:
mgsinθ-f1=ma
代入解得:f1=3N,摩擦力方向沿斜面向上;
(2)以三角形木楔为研究对象,分析受力如图1所示,物块对三角形木楔的压力N1=mgcosθ,选向右的方向为正,根据共点力平衡,在水平方向上有:
f=f1cosθ-N1sinθ=(mgsinθ-ma)cosθ-mgcosθsinθ=-macosθ
代入解得:f=-$\sqrt{3}$N,负号表示地面对木楔的摩擦力的方向水平向左.
答:(1)物块下滑时所受的摩擦力大小3N和方向沿斜面向上;
(2)物块下滑时地面对木楔的摩擦力的大小$\sqrt{3}$N和方向水平向左.

点评 本题涉及两个物体的动力学问题,要灵活选择研究对象.第1题的②问也可以对加速度不同的两个物体运用整体法处理.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

15.如图所示是等离子体发电机的示意图,磁感应强度为B,两极板间距离为d,要使输出电压为U,则等离子体的速度v为$\frac{U}{dB}$,a是电源的正极.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

5.根据“探究加速度与力、质量的关系”的实验完成下面的题目.
(1)有关实验以及数据处理,下列说法正确的是ACD.
A.应使沙和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量,以减小实验误差
B.可以用天平测出小桶和砂的总质量m1及小车和砝码的总质量m2;根据公式a=$\frac{{m}_{1}g}{{m}_{2}}$,求出小车的加速度
C.处理实验数据时采用描点法画图象,是为了减小误差
D.处理实验数据时采用a-$\frac{1}{M}$图象,是为了便于根据图线直观地作出判断
(2)某学生在平衡摩擦力时,把长木板的一端垫得过高,使得倾角偏大.他所得到的a-F关系可用图1中的哪个表示?C(图中a是小车的加速度,F是细线作用于小车的拉力)

(3)某学生将实验装置按如图2所示安装好,准备接通电源后开始做实验.他的装置图中,明显的错误是打点计时器使用直流电源;小车与打点计时器间的距离太长;木板水平,没有平衡摩擦力..

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

2.用3伏干电池对一个电容器充电时,下列说法正确的是(  )
A.只要电路不断开,电容器的带电量就会不断增加
B.电容器接电源正极的极扳带正电,接电源负极的极板带负电
C.电容器两极板所带电量之和叫做电容器的带电量
D.充电前后电容器的电容是不变的

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

9.(1)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,为了尽可能地减小实验误差,安培表需要外接接法;为了使测量过程中获得尽可能大的电压调节范围,滑动变阻器需要分压接法.

(2)某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,通过粗测电阻丝的电阻约为5Ω,为了使测量结果尽量准确,请从给出的器材中选择适当的器材组成合适电路进行实验:
A.电池组(3V,内阻约1Ω)
B.电流表A1(0~3A,内阻0.0125Ω)
C.电流表A2(0~0.6A,内阻约为0.125Ω)
D.电压表V1(0~3V,内阻4kΩ)
E.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)
F.滑动变阻器R1(0~20Ω,允许最大电流1A)
G.滑动变阻器R2(0~2000Ω,允许最大电流0.3A)
H.开关,导线若干
实验时,从上述器材中选用电流表C,电压表D,滑动变阻器F.(填仪器前面字母代号).
测电阻时,电流表电压表、待测电阻Rx在组成测量电路时,应采用电流表外接法,将设计的电路图画出指定位置.
(3)使用螺旋测微器测得物体的读数如下图a和b所示,a的读数是2.975mm,b的读数是8.760mm.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

19.用如图1实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.图2给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图2所示.已知m1=50g、m2=150g,则(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)

(1)在纸带上打下记数点5时的速度v=2.4m/s;
(2)在打点0~5过程中系统动能的增量△EK=0.58J,系统势能的减少量△EP=0.60J,由此得出的结论是在在误差允许的范围内,m1、m2组成的系统机械能守恒.;
(3)若某同学作出$\frac{1}{2}$v2-h图象如图3,则当地的实际重力加速度g=9.7m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

6.如图所示,在直角坐标系的第Ⅰ象限存在垂直纸面向里的匀强磁场,第Ⅳ象限分布着竖直向上的匀强电场,场强E=4.0×103 V/m,现从图中M(1.8,-1.0)点由静止释放一比荷$\frac{q}{m}$=2×105 C/kg的带正电的粒子,该粒子经过电场加速后经x轴上的P点进入磁场,在磁场中运动一段时间后经y轴上的N(0,0.6)点离开磁场.不计重力,问:
(1)磁感应强度为多大?
(2)若要求粒子最终从N点垂直y轴离开磁场,则磁感应强度为多大?从M点开始运动到从N点垂直y轴离开磁场的时间为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

3.如图所示,为一交流发电机构造示意图,矩形线圈 abcd,已知ad=L1,ab=L2,匝数为n,线圈绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动,线圈电阻为r,外电路电阻为R,求:
(1)由图示位置开始计时,瞬时感应电动势表达式.
(2)转动过程中电压表的示数.
(3)由图示位置转$\frac{1}{6}$周期内通过R的电荷量.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.如图所示,质量为4kg的物体静止于水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,物体受到大小为20N,与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用时沿水平面做匀加速运动,求物体4s末的速度,以及4s内的位移.(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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