6、在右图中画出力F对支点O的力臂。
5、试在图上画出F1和F2的力臂
4、如图为用起子开汽水瓶盖的时候,杆的支点O位置,及手作用在起子上力的力臂.请在图中表示。
3、如图中均匀直棒OA可绕O点转动,请分别画出水平拉力F和重力G的力臂。
2、画出图中各力的力臂。
1、用图所示的杠杆提起重物.O是杠杆的支点,在A点用力,在图中画出力F的力臂.及阻力的力臂。
10. (2013高考天津理综物理第10题)(16分)质量为m=4kg的小物块静止于水平地面上的A点,现用F=10N的水平恒力拉动物块一段时间后撤去,物块继续滑动一段位移停在B点,A、B两点相距x=20m,物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,,求:
(l)物块在力F作用过程发生位移xl的大小:
(2)撤去力F后物块继续滑动的时间t。
解析:(1)设物块受到的滑动摩擦力为F1,则F1=μmg
根据动能定理,对物块由A到B的整个过程,有:Fx1-F1x=0.
代入数据解得:x1=16m。
(2)设刚撤去力F时物块的速度为v,此后物块的加速度为a,滑动的位移为x2,则
x2=x- x1。
由牛顿第二定律得:F1=ma,
由匀变速直线运动规律得,v2=2ax2,
以物块运动方向为正方向,由动量定理,得-F1t=0-mv,
代入数据解得:t=2s。
9.(2013高考江苏物理第14题)(16分)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。 若砝码和纸板的质量分别为和,各接触面间的动摩擦因数均为μ。 重力加速度为g。
(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;
(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;
(3)本实验中, =0.5kg, =0.1kg, μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1m,取g=10m/s2。 若砝码移动的距离超过=0.002m,人眼就能感知。 为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?
解析. (1)砝码对纸板的摩擦力 桌面对纸板的摩擦力
解得
(2)设砝码的加速度为,纸板的加速度为,则
发生相对运动
解得
(3)纸板抽出前,砝码运动的距离 纸板运动的距离[来源:ZXXK]
纸板抽出后,砝码在桌面上运动的距离
由题意知 解得
代入数据得 F=22.4N。
8.(2013高考上海物理第31题)(12分)如图,质量为M、长为L、高为h的矩形滑块置于水平地面上,滑块与地面间动摩擦因数为μ;滑块上表面光滑,其右端放置一个质量为m的小球。用水平外力击打滑块左端,使其在极短时间内获得向右的速度v0,经过一段时间后小球落地。求小球落地时距滑块左端的水平距离。
解析:滑块上表面光滑,小球水平方向不受力的作用,故当滑块的左端到达小球正上方这段时间内,小球速度始终为零,则对于滑块:
a=,
v1==.
当滑块的左端到达小球正上方后,小球做自由落体运动,落地时间t=
滑块的加速度a’=μg
①若此时滑块的速度没有减小到零,在t时间内滑块向右运动的距离为:
s=v1t-a’t2=-μg()2=-μh。
②若在t时间内滑块已经停下来,则:s‘==-L。
7. (2013全国新课标理综II第25题)(18分)一长木板在水平面上运动,在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动的速度---时间图象如图所示。已知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上,取重力加速度的大小g=10m/s2,求:
(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数。
(2)从t=0时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小。
[命题意图] 本题主要考查牛顿运动定律,匀变速直线运动规律、速度图象、叠加体及其相关知识,意在考查考生灵活应用相关知识解决问题的能力。
解:(1)从t=0时开始,木板与物块之间的摩擦力使物块加速,使木板减速,次过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止。
由图可知,在t1=0.5s时,物块和木板的速度相同,设t=0到t=t1时间间隔内,物块和木板的加速度分别为a1和a2,则
a1= v1/ t1,① a2=(v0- v1)/ t1,②
式中v0=5m/s,v1=1m/s分别为木板在t=0、t=t1时速度的大小。
设物块和木板的质量为m,物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,由牛顿第二定律得:
μ1mg=ma1,③
(μ1+2μ2)mg=ma2,④
联立①②③④式解得:μ1=0.20,⑤
μ2=0.30.,⑥
(2)在t1时刻后,地面对木板的摩擦力阻碍木板运动。物块与木板之间的摩擦力改变方向。设物块与木板之间的摩擦力大小为f,物块和木板的加速度大小分别为a1’和a2’,则由牛顿第二定律得:f=m a1’,⑦
2μ2mg-f=ma2’。 ⑧
假设f<μ1mg.则a1’=a2’。
由⑤⑥⑦⑧式得f=μ2mg >μ1mg,与假设矛盾,故f=μ1mg ⑨
由⑦⑨式知,物块加速度大小a1’=a1.物块的v---t图象如图中点划线所示。
由运动学公式可推知,物块和木板相对于地面的运动距离分别为:
s1=2×,⑩
s2=t1+,⑾
物块相对于木板位移的大小为s= s2- s1。⑿
联立①⑤⑥⑧⑨⑩⑾⑿解得:s=1.125m。
20时时块与⑨⑩⑨⑩②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
[方法技巧]解答叠加体的运动要隔离物体受力分析,对某个物体应用牛顿第二定律列出相关方程联立解得。
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