13.光滑水平面上放一帶定滑輪的長(zhǎng)方形木板A,木板A上的物體B用繞過(guò)定滑輪的輕繩與小球C相連,繞過(guò)定滑輪與B連接的輕繩是水平的,用一水平向左的拉力F作用在物體B上,恰使A、B、C保持相對(duì)靜止,如圖所示,已知A、B、C的質(zhì)量均為m,重力加速度為g,求:
(1)A、B、C一起運(yùn)動(dòng)的加速度;
(2)連接小球C的輕繩與豎直方向的夾角;
(3)物體B所受的摩擦力.

分析 本題為連接體類(lèi)問(wèn)題,應(yīng)分別研究整體、物體B及物體C,先由整體法求得加速度,再分別隔離C、B求解夾角和摩擦力.

解答 解:(1)設(shè)繩中張力為T(mén),A、B、C共同的加速度為a,與C相連部分的繩與豎直線夾角為α,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律,對(duì)A、B、C 組成的整體有:
F=3ma    
解得:a=$\frac{F}{3m}$;
(2)對(duì)C有:
Tcosα=mg 
Tsinα=ma  
解得:tanα=$\frac{a}{g}$=$\frac{F}{3mg}$;
T=$\sqrt{(mg)^{2}+(\frac{F}{3})^{{\;}^{2}}}$
(3)對(duì)B
對(duì)B有
F-T-f=ma   
聯(lián)立解得:f=$\frac{2F}{3}$-$\sqrt{(mg)^{2}+(\frac{F}{3})^{{\;}^{2}}}$
答:(1)系統(tǒng)的加速度為$\frac{F}{3m}$;
(2)連接小球C的輕繩與豎直方向的夾角的正切值為$\frac{F}{3mg}$;
(3)物體B所受的摩擦力$\frac{2F}{3}$-$\sqrt{(mg)^{2}+(\frac{F}{3})^{{\;}^{2}}}$

點(diǎn)評(píng) 連接體的處理方法就是要靈活應(yīng)用整體法與隔離法,正確選擇研究對(duì)象可以起到事半功倍的效果;本題在對(duì)C的分析中,要注意C豎直方向受力平衡,而水平方向具有水平向左的加速度.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

3.從離地面高h(yuǎn)處,將一質(zhì)量為m的小球,以初速度v0豎直上拋,不計(jì)空氣阻力.小球能上升到離拋出點(diǎn)的最大高度為H,若選取該最高點(diǎn)位置為零勢(shì)能參考位置,則小球落回到拋出點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能是( 。
A.mghB.mgHC.0D.$\frac{1}{2}$mv02+mgh

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4.如圖,把一顆小鋼珠從離水面不高處自由釋放落入水中,濺起的幾個(gè)小水珠可以跳得很高,對(duì)這一現(xiàn)象下列說(shuō)法正確的是( 。
A.小彈丸下落時(shí)具有的重力勢(shì)能等于幾個(gè)水珠在最高點(diǎn)的重力勢(shì)能
B.小彈丸下落時(shí)具有的重力勢(shì)能大于幾個(gè)水珠在最高點(diǎn)的重力勢(shì)能
C.小彈丸下落時(shí)具有的重力勢(shì)能小于幾個(gè)水珠在最高點(diǎn)的重力勢(shì)能
D.小水珠跳起的高度超過(guò)彈丸下落的高度,是違背能量守恒的

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,輸電線的電阻、理想變壓器匝數(shù)均不變,當(dāng)用戶(hù)用電器的總功率增大時(shí)( 。
A.升壓變壓器的輸出電壓U2增加
B.用戶(hù)的電壓U4增加
C.輸電線上損失功率增大
D.用戶(hù)消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

8.如圖所示,絕熱汽缸A與導(dǎo)熱汽缸B均固定于地面,由剛性桿連接的絕熱活塞與兩汽缸間均無(wú)摩擦.已知兩汽缸的橫截面積之比SA:SB=2:1,兩汽缸內(nèi)均裝有處于平衡狀態(tài)的某理想氣體,開(kāi)始時(shí)兩汽缸中的活塞與缸底的距離均為L(zhǎng),溫度均為T(mén)0,壓強(qiáng)均等于外界大氣壓.緩慢加熱A中氣體,停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后,A中氣體壓強(qiáng)等于外界大氣壓的1.2倍.設(shè)環(huán)境溫度始終保持不變,求
(1)停止加熱達(dá)到穩(wěn)定后,A、B汽缸中的氣體壓強(qiáng)之比;
(2)穩(wěn)定后汽缸A中活塞距缸底的距離.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

18.某同學(xué)把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,將細(xì)繩一端拴在木塊上,另一端繞過(guò)定滑輪與重物連接,木塊左側(cè)與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶連接,使木塊在重物的牽引下運(yùn)動(dòng),以此定量測(cè)量木塊與模板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的計(jì)時(shí)點(diǎn)測(cè)出s、s1、s2,如圖乙所示,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的周期為T(mén).
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在交流(選填“直流”或交流)電源上,由圖可以判斷紙帶的左端(選填“左端”或“右端”)與木塊連接;
(2)本實(shí)驗(yàn)還需直接測(cè)量的物理量是重物m與木塊的質(zhì)量M(并用相應(yīng)的符號(hào)表示);
(3)已知重力加速度為g,則木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)是$\frac{2mgs-(M+m)((\frac{{s}_{2}}{2T})^{2}-(\frac{{s}_{1}}{2T})^{2})}{2Mgs}$.

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5.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,如圖甲所示為波傳播到x=5m的M點(diǎn)時(shí)的波形圖,圖乙是位于x=3m的質(zhì)點(diǎn)N從此時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象,Q是位于x=l0m處的質(zhì)點(diǎn),求:

①波由M點(diǎn)傳到Q點(diǎn)所用的時(shí)間;
②波由M點(diǎn)傳到Q點(diǎn)的過(guò)程中,x=3.5m處的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程.

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2.如圖①所示,高空滑索是一種勇敢者的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目.如果一個(gè)人用輕繩通過(guò)輕質(zhì)滑環(huán)懸吊在足夠長(zhǎng)的傾斜鋼索上運(yùn)動(dòng),在下滑過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)如圖②和如圖③所示的兩種情形.不計(jì)空氣阻力,則下列說(shuō)法不正確的是( 。
A.圖②的情形中,人只能勻加速下滑
B.圖②的情形中,鋼索對(duì)人的作用力大小為$\frac{\sqrt{3}mg}{2}$
C.圖③的情形中,人勻速下滑
D.圖③的情形中,鋼索對(duì)輕環(huán)無(wú)摩擦力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

3.如圖所示,在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體,拋出后物體落到比地面低h的海平面上.若以海平面為零勢(shì)能面,不計(jì)空氣阻力,則下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.物體到海平面時(shí)的重力勢(shì)能為mgh
B.重力對(duì)物體做的功為-mgh
C.物體在海平面上的動(dòng)能為$\frac{1}{2}$mv02+mgh
D.物體在海平面上的機(jī)械能為$\frac{1}{2}$mv02

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