【題目】如圖甲所示,質(zhì)量M=1kg的薄木板靜止在水平面上,質(zhì)量m=1kg的鐵塊靜止在木板的右端,可視為質(zhì)點(diǎn)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取g=10m/s2,F(xiàn)給鐵塊施加一個水平向左的力F

1)若力F從零開始逐漸增加,且鐵塊始終在木板上沒有掉下來,鐵塊受到的摩擦力f隨力F大小變化的圖象如圖乙所示,求木板與水平面間的動摩擦因數(shù)μ1和鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ2

2)在第(1)問的基礎(chǔ)上,若力F為恒力4N,作用1s后撤去F,最終發(fā)現(xiàn)鐵塊恰好能運(yùn)動到木板的左端,求木板的長度L

【答案】(1μ1=005;μ2=022m

【解析】

試題分析:(1)從圖乙中可以看出,當(dāng)F3N逐漸增加到45N時,f不變,則此時的f是滑動摩擦力,即f=μ2mg

解得 μ2=02

由圖乙可知,當(dāng)力F1N逐漸增加到3N時,鐵塊和木板相對靜止,并且一起加速運(yùn)動,當(dāng)F=2N時鐵塊所受摩擦力為fm=15N,因此可求出鐵塊的加速度為

am=05m/s2

木板的加速度此時也為aM=am

對整體運(yùn)用由牛頓第二定律 F-μ1mg+Mg=(M+m)aM

解得 μ1=005

2)(13分)當(dāng)F=4N時,鐵塊的加速度為

由牛頓第二定律 F-f1=mam1 am1=2m/s2

木板的加速度為aM1 f11mg+Mg=MaM1 aM1=1m/s2

因此在t=1s內(nèi)

Sm=am1t2 ,Sm =1m

SM=aM1t2,SM =05m

t=1s

vm=am1t=2m/s

vM=aM1t=1m/s

在此后,鐵塊減速其加速度為am2 μ2mg=mam2 am2=2m/s2

木板加速,其加速度為aM2

μ2mg-μ1mg+Mg=MaM2 aM2=1m/s2

當(dāng)兩者達(dá)到共同速度時v=vm-am2t′=vM+aM2t′ t′=sv=m/s

從撤去力F到兩者達(dá)到共同速度的過程中,鐵塊的位移

Sm1= Sm1=m

木板的位移 SM2= SM2=m

則木板長度為 L=Sm- SM+Sm1- SM2

解得 L=m

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在做探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗中,采用如圖所示的實(shí)驗裝置,小車及車中砝碼的質(zhì)量用表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點(diǎn)計算出。

1)當(dāng)的大小關(guān)系滿足__________時,才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力。

2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗時,保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車及車中砝碼質(zhì)量,測出相應(yīng)的加速度,采用圖象法處理數(shù)據(jù),為了比較容易地檢查出加速度與質(zhì)量的關(guān)系,應(yīng)該做__________的圖象(填)。

3)如圖(a)是甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的圖線,說明實(shí)驗存在的問題是__________。

4)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗,畫出了各自得到的圖線,如圖(b)所示,兩個同學(xué)做實(shí)驗的哪一個物理量取值不同?答:__________。

5)若實(shí)驗得到如圖所示的一條紙帶,相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)的時間間隔為,、兩點(diǎn)的間距DE兩點(diǎn)的間距已量出,利用這兩段間距計算小車加速度的表達(dá)式為__________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑為r且水平放置的光滑絕緣的環(huán)形細(xì)管道內(nèi)有一帶電粒子。此裝置放在勻強(qiáng)磁場中,其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的關(guān)系式為B=B0+kt(k>0)。根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,均勻變化的磁場將產(chǎn)生穩(wěn)定的電場,該感應(yīng)電場對帶電粒子將有沿圓環(huán)切線方向的作用力。粒子轉(zhuǎn)動一周后的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,則

A. 此裝置產(chǎn)生的感生電動勢為(B1-B0)πr2

B. 此裝置產(chǎn)生的感生電動勢為kπr2

C. 感應(yīng)電場的方向沿逆時針

D. 粒子轉(zhuǎn)動過程中一定是洛倫茲力提供向心力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗中,待測金屬絲的電阻Rx約為5Ω,實(shí)驗室備有下列實(shí)驗器材:
A.電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約為15kΩ)
B.電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約為75Ω)
C.電流表A1(量程0~3A,內(nèi)阻約為0.2Ω)
D.電流表A2(量程0~0.6A,內(nèi)阻約為1Ω)
E.變阻器R1(0~100Ω,0.6A)
F.變阻器R2(0~2000Ω,0.1A)
G.電池組E(電動勢為3V,內(nèi)阻約為0.3Ω)
H.開關(guān)S,導(dǎo)線若干
(1)為減小實(shí)驗誤差,電流表應(yīng)選用,電壓表應(yīng)選用(填序號).
(2)為減小實(shí)驗誤差,應(yīng)選用圖1中填(甲或乙)為該實(shí)驗的電路原理圖.

(3)按所選擇的電路原理圖把圖2中的實(shí)物圖用線連接起來.

(4)若用毫米刻度尺測得金屬絲長度為60.00cm,用螺旋測微器測得金屬絲的直徑及兩電表的示數(shù)如圖3、4所示,則金屬絲的直徑為mm,電阻值為Ω.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在圓形區(qū)域內(nèi),存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場,ab是圓的一條直徑.一帶正電的粒子從a點(diǎn)射入磁場,速度大小為2v,方向與ab成30°時恰好從b點(diǎn)飛出磁場,粒子在磁場中運(yùn)動的時間為t;若僅將速度大小改為v,則粒子在磁場中運(yùn)動的時間為(不計帶電粒子所受重力)( )

A.3t
B.
t
C.
t
D.2t

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【題目】如圖所示,A、B兩物體用兩根輕質(zhì)細(xì)線分別懸掛在天花板上,兩細(xì)線與水平方向夾角分別為60°45°,A、B間拴接的輕質(zhì)彈簧恰好處于水平狀態(tài),則下列判斷正確的是

A. A、B的質(zhì)量之比為

B. A、B所受彈簧彈力大小之比為11

C. 懸掛A、B的細(xì)線上拉力大小之比為

D. 快速撤去彈簧的瞬間,AB的瞬時加速度大小之比為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在冰壺比賽中,某隊員利用紅壺去碰撞對方的藍(lán)壺,兩者在大本營中心發(fā)生對心碰撞如圖(a)所示,碰后運(yùn)動員用冰壺刷摩擦藍(lán)壺前進(jìn)方向的冰面來減小阻力,碰撞前后兩壺運(yùn)動的v-t圖線如圖(b)中實(shí)線所示,其中紅壺碰撞前后的圖線平行,兩冰壺質(zhì)量均為19 kg,則

A. 碰后藍(lán)壺速度為0.8m/s

B. 碰后藍(lán)壺移動的距離為2.4m

C. 碰撞過程兩壺?fù)p失的動能為7.22J

D. 碰后紅、藍(lán)兩壺所受摩擦力之比為5:4

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個燈泡通過一個粗導(dǎo)線的線圈與一交流電源相連接,如圖所示.一塊鐵插進(jìn)線圈之后,該燈將(  )

A.變亮
B.變暗
C.對燈沒影響
D.無法判斷

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖甲所示的裝置做探究彈簧彈力F與彈簧伸長量x的關(guān)系實(shí)驗。實(shí)驗時彈簧始終沒有超過彈性限度。

1)某同學(xué)將他測量得到的幾組數(shù)據(jù)記錄在圖乙中的坐標(biāo)紙上,但遺漏了一組數(shù)據(jù)(F1.5 Nx6.00 cm),請你幫他將這組數(shù)據(jù)記錄在坐標(biāo)紙上,并作出F—x圖線________。

2)他能得到的實(shí)驗結(jié)論是___________________________________。

3)此彈簧的勁度系數(shù)為_________N/m(保留兩位有效數(shù)字)。

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