（15分）如圖（a）所示，木板OA可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，某研究小組利用此裝置探索物塊在方向始終平行于斜面、大小為F＝8N的力作用下加速度與斜面傾角的關(guān)系。已知物塊的質(zhì)量m＝1kg，通過DIS實驗，得到如圖（b）所示的加速度與斜面傾角的關(guān)系圖線。若物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.2，假定物塊與木板間的最大靜摩擦力始終等于滑動摩擦力，g取10m/s2。試問：

（1）圖（b）中圖線與縱坐標(biāo)交點ao多大？

（2）圖（b）中圖線與θ軸交點坐標(biāo)分別為θ1和θ2，木板處于該兩個角度時的摩擦力指向何方？說明在斜面傾角處于θ1和θ2之間時物塊的運(yùn)動狀態(tài)。

（3）θ1為多大？

（4）如果木板長L＝2m，傾角為37°，物塊在F的作用下由O點開始運(yùn)動，為保證物塊不沖出木板頂端，力F最多作用多長時間？（取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

 

【答案】

（1）6(m/s2)（2）靜止?fàn)顟B(tài)（3）θ1≈40.4°（4）t≈3.1s

【解析】 (1)當(dāng)木板水平放置時，物塊的加速度為a0

此時滑動摩擦力f = μN(yùn) = μmg=0.2×1×10 = 2(N)=6(m/s2)

(2)當(dāng)摩擦力沿斜面向下且加速度為零時木板傾角為θ1，當(dāng)摩擦力沿斜面向上且加速度為零時木板傾角為θ2，這時物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。

(3) N1=mgcosθ1F1=μN(yùn)1=μmgcosθ1 F=mgsinθ1+μmgcosθ1

聯(lián)立方程8 = 10sinθ1+ 2cosθ1  

解得θ1≈40.4°

(4)力F作用時的加速度

(m/s2)

撤去力F后的加速度大小(m/s2)

設(shè)物塊不沖出木板頂端，力F最長作用時間為t

則撤去力F時的速度v=a1t    

位移撤去力F后運(yùn)動的距離

由題意有         

即 解得：t≈3.1s

 

練習(xí)冊系列答案
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（2011?陜西二模）如圖（a）所示，木板與水平面間的夾角θ可以在0到π/2內(nèi)隨意改變，可視為質(zhì)點的小物塊從木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上運(yùn)動，所能上升的最大距離記為x，今改變θ而使x隨之改變，根據(jù)所測量的若干組數(shù)據(jù)可以描繪出x-θ曲線如圖（b）所示，若木板足夠長，重力加速度g取10m/s2，試根據(jù)x-θ曲線和相關(guān)的物理規(guī)律，求：
（1）小木塊的初速率v0
（2）小木塊與木板間的動摩擦系數(shù)μ
（3）對應(yīng)于x-θ曲線上x取最小值的P點的坐標(biāo)值（θ0，xmin）

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（1）圖（b）中圖線與縱坐標(biāo)交點ao多大？
（2）圖（b）中圖線與θ軸交點坐標(biāo)分別為θ1和θ2，木板處于該兩個角度時的摩擦力指向何方？說明在斜面傾角處于θ1和θ2之間時物塊的運(yùn)動狀態(tài)．
（3）θ1為多大？
（4）如果木板長L=2m，傾角為37°，物塊在F的作用下由O點開始運(yùn)動，為保證物塊不沖出木板頂端，力F最多作用多長時間？（取sin37°=0.6，cos37°=0.8）

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如圖（a）所示，木板OA可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，某研究小組利用此裝置探索物塊在方向始終平行于木板向上、大小為F=8N的力作用下加速度與傾角的關(guān)系．已知物塊的質(zhì)量m=1kg，通過DIS實驗，描繪出了如圖（b）所示的加速度大小a與傾角θ的關(guān)系圖線（θ＜90°）．若物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.2，假定物塊與木板間的最大靜摩擦力始終等于滑動摩擦力，g取10m/s2．則下列說法中正確的是（　　）精英家教網(wǎng)
A、由圖象可知木板與水平面的夾角處于θ1和θ2之間時，物塊所受摩擦力一定為零
B、由圖象可知木板與水平面的夾角大于θ2時，物塊所受摩擦力一定沿木板向上
C、根據(jù)題意可以計算得出物塊加速度a0的大小為6 m/s2
D、根據(jù)題意可以計算當(dāng)θ=45°時，物塊所受摩擦力為f=μmgcos45°=
2
N

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科目：高中物理 來源：2013屆浙江省杭州外國語學(xué)校高三9月月考物理試卷（帶解析） 題型：計算題

如圖（a）所示，木板OA可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，某研究小組利用此裝置探索物塊在方向始終平行于斜面、大小為F＝8N的力作用下加速度與斜面傾角的關(guān)系。已知物塊的質(zhì)量m＝1kg，通過DIS實驗，得到如圖（b）所示的加速度與斜面傾角的關(guān)系圖線。若物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.2，假定物塊與木板間的最大靜摩擦力始終等于滑動摩擦力，g取10m/s2。試問：

（1）圖（b）中圖線與縱坐標(biāo)交點ao多大？
（2）圖（b）中圖線與θ軸交點坐標(biāo)分別為θ1和θ2，木板處于該兩個角度時的摩擦力指向何方？說明在斜面傾角處于θ1和θ2之間時物塊的運(yùn)動狀態(tài)。
（3）如果木板長L＝2m，傾角為37°，物塊在F的作用下由O點開始運(yùn)動，為保證物塊不沖出木板頂端，力F最多作用多長時間？（取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

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（1）圖（b）中圖線與縱坐標(biāo)交點ao多大？

（2）圖（b）中圖線與θ軸交點坐標(biāo)分別為θ1和θ2，木板處于該兩個角度時的摩擦力指向何方？說明在斜面傾角處于θ1和θ2之間時物塊的運(yùn)動狀態(tài)。

（3）如果木板長L＝2m，傾角為37°，物塊在F的作用下由O點開始運(yùn)動，為保證物塊不沖出木板頂端，力F最多作用多長時間？（取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

 

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