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質量m=1kg的小滑塊(可視為質點)放在質量M=1kg的長木板右端,木板放在光滑水平面上.木板與滑塊之間摩擦系數(shù)μ=0.1,木板長L=75cm.開始二者均靜止.現(xiàn)用水平恒力F沿板向右拉滑塊,如圖所示,試求:
(1)為使滑塊和木板以相同的速度一起滑動,力F應滿足什么條件?
(2)用水平恒力F沿板方向向右拉滑塊,要使滑塊在0.5s時間從木板右端滑出,力F應多大?
(3)滑塊剛剛從木板上滑出時,滑塊和木板滑行的距離各多大?取g=10m/s2

解:(1)設滑塊與平板間的靜摩擦力達到最大時拉力為Fm,根據牛頓第二定律,有:
對整體:Fm=(M+m)a
對滑快:Fm-μmg=ma
聯(lián)立解得:Fm=2N;
故拉力F≤2N;
(2)(3)滑塊加速度為:a1=;
滑板加速度為:a2=;
滑塊位移為:x1=;
滑板位移為:x2=
其中滑塊位移比滑板位移多L,即:x1=x2+L;
聯(lián)立以上各式解得:F=8N,x1=0.875m,x2=0.125m;
答:(1)為使滑塊和木板以相同的速度一起滑動,力F應滿足不大于2N的條件;
(2)用水平恒力F沿板方向向右拉滑塊,要使滑塊在0.5s時間從木板右端滑出,力F應8N大;
(3)滑塊剛剛從木板上滑出時,滑塊和木板滑行的距離分別為0.875m、0.125m.
分析:(1)先對整體運用牛頓第二定律求解加速度,在對滑塊M根據牛頓第二定律列式,當m與M間的靜摩擦力達到最大時,拉力達到最大值;
(2)(3)對滑塊和滑板分別運用牛頓第二定律表示出加速度,然后根據滑塊位移比滑板位移多L列式求解.
點評:本題關鍵分別對滑塊和滑板受力分析,求解出各自的加速度,然后根據運動學公式列式求解,不難.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖,半徑R=0.9m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置,圓弧最低點B與長為L=1m的水平面相切于B點,BC離地面高h=0.45m,C點與一傾角為θ=30°的光滑斜面連接,質量m=1kg的小滑塊從圓弧頂點D由靜止釋放,已知滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)?=0.1,取g=10m/s2.求:
(1)小滑塊剛到達圓弧B點時的速度vB
(2)它到B點處對圓弧壓力的大。
(3)小滑塊運動到C點時的速度vC
(4)小滑塊從C點運動到地面所需的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,裝置的左邊AB部分是長為L1=1m的水平面,一水平放置的輕質彈簧左端固定并處于原長狀態(tài);裝置的中間BC部分是長為L2=2m的水平傳送帶,它與左右兩邊的臺面等高,并能平滑對接,傳送帶始終以v=4m/s 的速度逆時針轉動;裝置的右邊是一光滑的曲面,質量m=1kg的小滑塊從其上距水平臺面h=0.45m的D處由靜止釋放,并把彈簧最大壓縮到O點,OA間距x=0.1m,并且彈簧始終處在彈性限度內.已知物塊與傳送帶及左邊水平面之間的滑動摩擦因數(shù)μ=0.25,取g=10m/s2
(1)滑塊第一次到達C處的速度大小?
(2)滑塊第一次到達B處的速度大?
(3)彈簧儲存的最大彈性勢能?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,停放在在光滑水平地面上的小車質量M=4kg,車內壁ABC為一半徑R=2.5m的半圓,B為最低點,AB曲面光滑,BC曲面粗糙.車左側緊靠光滑墻壁.質量m=1kg的小滑塊,從距車壁A點正上方高度為R的D點,由靜止沿墻壁滑下無碰撞地滑進車內壁,并恰好能到達右端點C處.求:
(1)滑塊第一次過B點時對車底的壓力;
(2)在小滑塊到達右端點C過程中,系統(tǒng)損失的機械能多大.(取g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,裝置的左邊AB部分是長為L1=1m的水平面,一水平放置的輕質彈簧左端固定并處于原長狀態(tài);裝置的中間BC部分是長為L2=2m的水平傳送帶,它與左右兩邊的臺面等高,并能平滑對接,傳送帶始終以v=2m/s 的速度順時針轉動;裝置的右邊是一光滑的曲面,質量m=1kg的小滑塊從其上距水平臺面h=1m的D處由靜止釋放,并把彈簧最大壓縮到O點,OA間距x=0.1m,并且彈簧始終處在彈性限度內.已知物塊與傳送帶及左邊水平面之間的摩擦因數(shù)μ=0.25,取g=10m/s2

(1)滑塊第一次到達B處的速度;
(2)彈簧儲存的最大彈性勢能;
(3)滑塊再次回到右邊曲面部分所能到達的最大高度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質量M=2kg足夠長的木板靜止在水平地面上,與地面的動摩擦因數(shù)μ1=0.1,另一個質量m=1kg的小滑塊,以6m/s的初速度滑上木板,滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.5,g取l0m/s2
(1)若木板固定,求小滑塊在木板上滑動的時間.
(2)若木板不固定,求小滑塊自滑上木板到相對木板處于靜止的過程中,小滑塊相對地面的位移大小.
(3)若木板不固定,求木板相對地面運動位移的最大值.
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