擦黑板也許同學(xué)們都經(jīng)歷過,手拿黑板擦在豎直的黑板面上,或上下或左右使黑板擦與黑板之間進(jìn)行滑動(dòng)摩擦,將黑板上的粉筆字擦干凈.已知黑板的規(guī)格是:4.5m×1.5m,黑板的下邊沿離地的高度為0.8m,若小黑板擦(可視為質(zhì)點(diǎn))的質(zhì)量為0.1kg,現(xiàn)假定某同學(xué)用力將小黑板擦在黑板表面緩慢豎直向上擦黑板,當(dāng)手臂對(duì)小黑板擦的作用力F與黑板面成45°角時(shí),F(xiàn)=10
2
N,他所能擦到的最大高度為2.05m,g取10m/s2.求:
(1)此小黑板擦與黑板之間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)如該同學(xué)擦到最高位置時(shí)意外讓小黑板擦沿黑板面豎直向下滑落,則小黑板擦砸到黑板下邊沿的速度大小.
分析:對(duì)小黑板擦進(jìn)行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律解求解.
小黑板擦可看成質(zhì)點(diǎn),它向下滑落的過程與黑板間無摩擦,它作自由落體運(yùn)動(dòng).
由于只受重力,根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解.
解答:精英家教網(wǎng)解:(1)小黑板擦向上緩慢移動(dòng),處于平衡狀態(tài),它的受力如圖水平方向:
FN-Fsin θ=0
豎直方向:Fcos θ-mg-Ff=0
又Ff=μFN
所以由:μ=
Fcos45°-mg
Fsin45°
=1-
mg
Fsin45°
=0.9.
(2)小黑板擦可看成質(zhì)點(diǎn),它向下滑落的過程與黑板間無摩擦,它做自由落體運(yùn)動(dòng).由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得
v2=2gh
即v=
2gh
=
2×10×?2.05-0.8?
 m/s=5 m/s.
答:(1)此小黑板擦與黑板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.9;
(2)小黑板擦砸到黑板下邊沿的速度大小5 m/s.
點(diǎn)評(píng):此題主要考查了牛頓第二定律和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用.弄清楚物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)過程.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)此小黑板擦與黑板之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù);
(2)如該同學(xué)擦到最高位置時(shí)意外讓小黑板擦沿黑板面豎直向下滑落,則小黑板擦砸到黑板下邊沿的速度大小;
(3)擦黑板時(shí)有這樣的現(xiàn)象:粉筆字的位置越高或越遠(yuǎn)的地方,已經(jīng)用力較大卻還是不容易擦干凈,請(qǐng)用物理知識(shí)簡(jiǎn)要解釋.

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(1)此小黑板擦與黑板之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù);
(2)如該同學(xué)擦到最高位置時(shí)意外讓小黑板擦沿黑板面豎直向下滑落,則小黑板擦砸到黑板下邊沿的速度大;
(3)擦黑板時(shí)有這樣的現(xiàn)象:粉筆字的位置越高或越遠(yuǎn)的地方,已經(jīng)用力較大卻還是不容易擦干凈,請(qǐng)用物理知識(shí)簡(jiǎn)要解釋。

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(1)此小黑板擦與黑板之間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(2)如該同學(xué)擦到最高位置時(shí)意外讓小黑板擦沿黑板面豎直向下滑落,則小黑板擦砸到黑板下邊沿的速度大;

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(2)如該同學(xué)擦到最高位置時(shí)意外讓小黑板擦沿黑板面豎直向下滑落,則小黑板擦砸到黑板下邊沿的速度大;
(3)擦黑板時(shí)有這樣的現(xiàn)象:粉筆字的位置越高或越遠(yuǎn)的地方,已經(jīng)用力較大卻還是不容易擦干凈,請(qǐng)用物理知識(shí)簡(jiǎn)要解釋.

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