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擦黑板同学们都经历过,手拿黑板擦在竖直的黑板面上,或上下或左右使黑 板擦与黑板之间进行滑动摩擦,将黑板上的粉笔字擦干净.已知黑板的规格为4.5×1.5m2,黑板的下边沿离地的髙度为0.8m,若黑板擦(可视为质点)的质量为0.1kg,现假定某同学用力将黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦黑板,当手臂对黑板擦的作用力F与黑板面所成角度为θ=53°时,F=5N.(取g=10m/s2,sin53°=0.8 )
(1)求黑板擦与黑板间的摩擦因数u;
(2)当他擦到离地最大高度2.05m时,黑板擦意外脱手沿黑板面竖直向下滑落,求黑板 擦砸到黑板下边沿前瞬间的速度v的大小.

解:(1)黑板擦向上缓慢运动,根据受力分析得
垂直于黑板方向有:Fsinθ-N=0,解得:N=4N
沿黑板方向有:Fcosθ-mg-f=0,解得:f=2N
由f=μN得:=0.5
(2)黑板擦脱手后沿黑板面竖直向下滑落过程中与黑板之间无摩擦,做自由落体运动,下落的高度为:
h=2.05m-0.8m=1.25m
由v=
得:v=5m/s
答:
(1)黑板擦与黑板间的摩擦因数为0.5;
(2)黑板擦砸到黑板下边沿前瞬间的速度v的大小为5m/s.
分析:(1)以黑板擦为研究对象,分析受力情况.黑板擦缓慢移动时,合力为零,根据平衡条件和滑动摩擦力公式f=μN求解μ;
(2)黑板擦脱手后沿黑板面竖直向下滑落过程中与黑板之间无摩擦,做自由落体运动,由运动学公式求解速度v的大小.
点评:本题有实际的情景,实质可以简化为四力平衡问题,运用平衡条件和运动学公式求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

擦黑板同学们都经历过,手拿黑板擦在竖直的黑板面上,或上下或左右使黑板擦与黑板之间进行滑动摩擦,将黑板上的粉笔字等擦干净.已知黑板的规格为4.5×1.5m2,黑板的下边沿离地的高度为0.8m,若黑板擦(可视为质点)的质量为0.1kg,现假定某同学用力将黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦黑板,当手臂对黑板擦的作用力F与黑板面成45°角时,F=20N.当他擦到最大高度2.05m时意外让黑板擦沿黑板面竖直向下滑落,则黑板擦与黑板间的动摩擦因数μ和黑板擦砸到黑板下边沿前瞬间的速度大小v分别为(取g=10m/s2
2
=1.41)(  )

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(1)求黑板擦与黑板间的摩擦因数u;
(2)当他擦到离地最大高度2.05m时,黑板擦意外脱手沿黑板面竖直向下滑落,求黑板 擦砸到黑板下边沿前瞬间的速度v的大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

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(1)求黑板擦与黑板间的摩擦因数u

(2)当他擦到离地最大高度2.05m时,黑板擦意外脱手沿黑板面竖直向下滑落,求黑板擦砸到黑板下边沿前瞬间的速度v的大小

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科目:高中物理 来源:2013年浙江省嘉兴市高考物理一模试卷(解析版) 题型:解答题

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(1)求黑板擦与黑板间的摩擦因数u;
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