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【题目】如图所示,位于竖直侧面的物体A的质量mA=0.5kg,放在水平面上的物体B的质量mB=1.0kg,物体B与桌面间的动摩擦因数μ=0.2,轻绳和滑轮间的摩擦不计,且轻绳的OB部分水平,OA部分竖直,取g=10m/s2 . 问:

(1)若用水平力F向左拉物体B,使物体B以加速度a=2m/s2向左做匀加速直线运动,所需水平力是多大?
(2)若用与水平方向成37°角斜向左上的外力F′拉物体B,使物体B以加速度a=2m/s2向左做匀加速直线运动,则所需外力F′是多大?此过程物体B对水平面的压力是多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

【答案】
(1)解:若外力F水平,B向左匀加速运动时,A向上匀加速运动,受力分析如图1.

对A,根据牛顿第二定律得:FT﹣mAg=mAa

对B:

在水平方向,根据牛顿第二定律得:F﹣FT﹣μFN1=mBa

竖直方向,由平衡条件得:FN1﹣mBg=0

解得水平力大小:F=FT+mB(μg+a)

代入数据解得 F=10N,FT=6N

答:所需水平力是10N


(2)解:若拉力F斜向左上,受力分析如图2所示.

对A由(1)知FT=6N

对B:在水平方向,根据牛顿第二定律得:F′cos37°﹣FT﹣μFN=mBa

竖直方向:F′sin37°+FN﹣mBg=0

解得外力大小:F′= N≈10.9N

支持力大小:FN=mBg﹣F′sin37°=1×10﹣ ×0.6= N≈3.5N

根据牛顿第三定律得物体B对水平面的压力大小:FN′=FN≈3.5N

答:所需外力F′是10.9N.此过程物体B对水平面的压力是3.5N


【解析】(1)B向左匀加速运动时,A向上匀加速运动,分析两个物体的受力情况,对两个物体分别运用牛顿第二定律列式,联立可求得水平力的大小.(2)若拉力F斜向左上,再分析两个物体的受力情况,作出力图,由牛顿第二定律求解.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,木板C放在水平地面上,木板B放在C的上面,木板A放在B的上面,A的右端通过轻质弹簧测力计固定在竖直的墙壁上,ABC质量相等,且各接触面间动摩擦因数相同,用大小为F的力向左拉动C,使它以速度v匀速运动,三者稳定后弹簧测力计的示数为Ff.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是(  )

A. BA的摩擦力大小为Ff,方向向左

B. AB保持静止,C匀速运动

C. A保持静止,BC一起匀速运动

D. C受到地面的摩擦力大小为F﹣Ff

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【题目】如图所示,传送带与水平成α=37°,传送带A、B间距L=5.8m,传送带始终以4m/s速度顺时针转动,将一小物体轻轻释放在A处,小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.5.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(取g=10m/s2)试求:

(1)刚释放时,小物体加速度的大小?
(2)小物体从A运动到B所需时间?

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【题目】一个英国人曾提出“人造天梯”的设想:在地球赤道正上方竖起一根足够长的“绳”,使“绳”随着地球同步自转,只要这根绳足够长,就不会坠落,可供人们沿绳攀登上天,即为“人造天梯”。某研究小组用如图所示模型探讨“天梯”的可能性,他们在“天梯”上离地心高于、等于和低于同步卫星高度处各取一小段,其质量分别为m1m0m2。设地球自转角速度为ω,地球半径为R。以下是研究小组分析论证,正确的是

A. 建“人造天梯”的设想从理论上是可行的,只要“人

造天梯”的高度大于某一确定高度便能直立赤道上空

供人们攀登

B. “人造天梯”上距地面高度恰好等于同步卫星高度的一小段(m0),其所需向心力为m0R+r0ω2

C. “人造天梯”上距地面高度大于同步卫星高度的一小段(m2),其所受地球引力小于随地球同步转动所需向心力,将有远离地心向上飘升趋势

D. 大量观察已证实地球自转速度慢慢减小。若只考虑地球自转因素影响,现在刚好能够直立于赤道上空“人造天梯”,若干年后“人造天梯”将会远离地心向上飘升

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【题目】如图所示,光滑固定斜面C倾角为θ,质量均为m的两物块AB以某一初速度沿斜面一起向上做匀减速直线运动已知物块A上表面是水平的,则在该减速运动过程中,下列说法正确的是

A. 物块B受到的静摩擦力水平向左 B. 物块B的机械能守恒

C. 物块B受到A的支持力大于mg D. AB之间的静摩擦力大小为mg.sinθ cosθ

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【题目】如图所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动.用绳在O点悬挂一个重为G的物体,另一根绳一端系在O点,另一端系在圆弧形墙壁上的C点.当点C由图示位置逐渐向上沿圆弧CB移动过程中(保持OA与地面夹角θ不变),OC绳所受拉力的大小变化情况是(  )

A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小

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【题目】某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”.图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与打点计时器相连,小车的质量为,小盘(及砝码)的质量为.

1)下列说法正确的是______

A.实验时先放开小车,再接通打点计时器的电源

B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力

C.本实验中应满足远小于的条件

D.在用图象探究小车加速度与质量的关系时,应作图象

2)实验中,得到一条打点的纸带,如图乙所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距已量出,则小车加速度的计算式a=________________________.

3)某同学平衡好摩擦阻力后,在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变砝码重力,作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图丙所示.若牛顿第二定律成立,重力加速度,则小车的质量为__________ ,小盘的质量为__________ .(保留2位有效数字)

4)实际上,在砝码的重力越来越大时,小车的加速度不能无限制地增大,将趋近于某一极限值,此极限值为___________. ()

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【题目】图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在时的波形图,图乙是这列波中质点P的振动图线,则以下看法正确的是________

A.该波的传播速度为0.5m/s

B.该波的传播方向为沿轴负方向

C.每经过1s质点P经过的路程为0.4m

D.图甲中质点Q的振动方程为

E. 时质点P和质点Q对平衡位置的位移相同

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【题目】从地面将一质量为的物体以某一初速度竖直向上抛出物体在运动过程中受到恒定大小的空气阻力若取地面为重力势能的参考平面则当物体上升过程中距地面高度为其动能与重力势能相等当物体下降过程中距地面为其动能与重力势能相等则以下看法正确的是(重力加速度为

A. 物体上升的最大高度

B. 物体上升的最大高度

C.

D.

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