如圖所示,質(zhì)量=10kg和=30kg的兩物體,疊放在粗糙的水平地面上,物體跟地面之間的動摩擦因數(shù)為0.30.處于水平位置的輕彈簧勁度系數(shù)為200N/m,一端固定于墻壁,另一端跟質(zhì)量為m1的物體相連,彈簧處于自然狀態(tài).現(xiàn)用水平推力F推質(zhì)量為m2的物體上,使它緩慢地向墻壁一側(cè)移動.當移動0.40m時,兩物體間剛要開始相對滑動而還沒滑動,取g=10m/s2,這時水平推力F的大小為( 。
分析:當質(zhì)量為m2的物體向左移動0.40m時,彈簧被壓縮0.40m,根據(jù)胡克定律求出此時彈簧的彈力大小.以m1和m2整體為研究對象,分析受力情況,根據(jù)平衡條件求出這時水平推力F的大。
解答:解:當質(zhì)量為m2的物體向左移動0.40m時,彈簧的量壓縮為x=0.40m,根據(jù)胡克定律得,此時彈簧的彈力大小為:
F=kx=200×0.4N=80N
以m2研究對象,分析m1和m2整體水平方向的受力情況如圖,根據(jù)平衡條件得:
F=F+f
又f=μ(m1+m2)g
得到:F=F+μ(m1+m2)g=80N+(10+30)×10×0.30N=200N.
故選:C.
點評:本題平衡條件的簡單應用,要靈活選擇研究對象,可以采用隔離法,也可以采用整體法.
練習冊系列答案
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如圖所示,質(zhì)量為M的長木板,靜止放置在粗糙水平地面上,有一個質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點的物塊,以某一水平初速度從左端沖上木板.從物塊沖上木板到物塊和木板達到共同速度的過程中,物塊和木板的v-t圖象分別如圖中的折線acd和bcd所示,a、b、c、d點的坐標為a(0,10)、b(0,0)、c(4,4)、d(12,0).根據(jù)v-t圖象,求:

(1)物塊沖上木板做勻減速直線運動的加速度大小a1,木板開始做勻加速直線運動的加速度大小為a2,達相同速度后一起勻減速直線運動的加速度大小為a3;
(2)物塊質(zhì)量m與長木板質(zhì)量M之比;
(3)物塊相對長木板滑行的距離△s.

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某水上游樂場舉辦了一場趣味水上比賽.如圖所示,質(zhì)量m=50kg的參賽者(可視為質(zhì)點),在河岸上A點緊握一根長L=5.0m的不可伸長的輕繩,輕繩另一端系在距離水面高H=10.0m的O點,此時輕繩與豎直方向的夾角為θ=37°,C點是位于O點正下方水面上的一點,距離C點x=4.8m處的D點固定著一只救生圈,O、A、C、D各點均在同一豎直面內(nèi).若參賽者抓緊繩端點,從臺階上A點沿垂直于輕繩斜向下以一定的初速度躍出,當擺到O點正下方的B點時松開手,此后恰能落在救生圈內(nèi).(sin37°=0.6,cos37°=0.8,
12.96
=3.6,g=10m/s2
(1)求參賽者經(jīng)過B點時速度的大小v;
(2)參賽者從臺階上A點躍出時的動能Ek為多大?
(3)沿豎直方向適當調(diào)節(jié)繩端O點的高度(仍在A點上方),參賽者從A點拉直并抓緊輕繩,由靜止開始擺下,經(jīng)O點正下方松開繩,此后也恰能落在救生圈內(nèi).試求參賽者松開繩時距水面的高度h.

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如圖所示,質(zhì)量為m=5×10-8 kg的帶電粒子以v0=2m/s的速度從水平放置的平行金屬板A、B中央飛入電場,已知板長L=10cm,板間距離d=2cm,當A、B間加電壓UAB=103 V時,帶電粒子恰好沿直線穿過電場(設此時A板電勢高).求:
(1)帶電粒子的電性和所帶電荷量;
(2)A、B間所加電壓在什么范圍內(nèi)帶電粒子能從板間飛出?

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(2013?黃岡一模)兩端開口、內(nèi)表面光滑的U形管處于豎直平面內(nèi),如圖所示,質(zhì)量均為m=10kg的活塞A、B在外力作用下靜止于左右管中同一高度h處,將管內(nèi)空氣封閉,此時管內(nèi)外空氣的壓強均為
p
 
0
=1.0×1
0
5
 
Pa.左管和水平管橫截面積
S
 
1
=10 c
m
2
 
S,右管橫截面積
S
 
2
=20 c
m
2
 
,水平管長為3h.現(xiàn)撤去外力讓活塞在管中下降,求兩活塞穩(wěn)定后所處的高度.(活塞厚度均大于水平管直徑,管內(nèi)氣體初末狀態(tài)溫度相同,g取10 m/
s
2
 

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(2005?深圳一模)(1)某激光頭的耗電功率為2×103W,每秒鐘輸出10個光脈沖,每個脈沖持續(xù)的時間為10-8s,攜帶的能量為0.2J,則每個脈沖的功率為多少?該激光頭將電能轉(zhuǎn)化為激光能量的效率為多少?
(2)如圖所示,質(zhì)量為m的小球從高為h傾角為θ光滑斜面頂端A點由靜止下滑,到達斜面底端B點時的速度為2v0.若小球從A點以沿斜面的初速度為
5
v0下滑,求小球到達B點時的速度為多大?

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