【題目】如圖所示,一質(zhì)量M=2.0kg的小車(表面足夠長)靜止放在光滑的水平面上,將質(zhì)量m=1.0kg的小物塊放在小車右端,小物塊與小車間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2.小物塊所受最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.

(1)當小車以1.0m/s2的加速度向右勻加速運動時,求小物塊受到的摩擦力的大;
(2)當小車以4.0m/s2的加速度向右勻加速運動時,求小車受到的水平推力的大。
(3)當小車在12.0N水平推力作用下,從靜止開始運動,經(jīng)1.0后撤去水平力,小物塊最終沒有從小車上滑落,求小物塊在小車上相對滑動的總時間.

【答案】
(1)解:當m與M恰好相對靜止時,設二者的加速度大小為a0,根據(jù)牛頓第二定律可得:

μmg=ma0,解得:a0=2m/s2;

當加速度a1=1.0m/s2時,m與M保持相對靜止,則:

對m根據(jù)牛頓第二定律可得:f1=ma1=1×1N=1N;

答:當小車以1.0m/s2的加速度向右勻加速運動時,小物塊受到的摩擦力的大小為1N;


(2)解:當小車以a2=4.0m/s2的加速度向右勻加速運動時,m與M相對滑動,以M為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律可得:

F1﹣μmg=Ma2,

解得:F1=μmg+Ma2=2N+2×4N=10N;

答:當小車以4.0m/s2的加速度向右勻加速運動時,小車受到的水平推力的大小為10N;


(3)解:當F2=12.0N時,設小車的加速度為a3,根據(jù)牛頓第二定律可得:

F2﹣μmg=Ma3,

解得:a3=

而m的加速度大小仍為a0=2m/s2,

在t1=1.0s時,小車的速度為:v=a3t1=5×1m/s=5m/s,

撤去力后,小車的加速度為a4= ,

經(jīng)過t2時間兩者的速度相等,則有:v﹣a4t2=a0(t1+t2),

解得:t2=1.0s,

故小物塊在小車上相對滑動的總時間為t=t1+t2=2.0s.

答:當小車在12.0N水平推力作用下,從靜止開始運動,經(jīng)1.0后撤去水平力,小物塊最終沒有從小車上滑落,小物塊在小車上相對滑動的總時間為2s.


【解析】(1)當加速度a1=1.0m/s2時,m與M保持相對靜止,對m根據(jù)牛頓第二定律求解摩擦力;(2)當小車以a2=4.0m/s2的加速度向右勻加速運動時,m與M相對滑動,以M為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律求解推力大小;(3)當F2=12.0N時,根據(jù)牛頓第二定律求解M加速運動和減速運動的加速度大小,求解1.0s時的速度,再根據(jù)運動學公式求解達到共同速度時的時間,即可求解小物塊在小車上相對滑動的總時間.
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解勻變速直線運動的速度、位移、時間的關系的相關知識,掌握速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均為矢量式,應用時應規(guī)定正方向,然后把矢量化為代數(shù)量求解,通常選初速度方向為正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.

練習冊系列答案
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【題目】將頭發(fā)微屑懸浮在蓖麻油里并放到電場中,微屑就會按照電場強度的方向排列起來,顯示出電場線的分布情況,如圖所示.圖甲中的兩平行金屬條分別帶有等量異種電荷,圖乙中的金屬圓環(huán)和金屬條分別帶有異種電荷.比較兩圖,下列說法正確的是(

A. 微屑能夠顯示出電場線的分布情況是因為微屑都帶上了同種電荷

B. 在電場強度為零的區(qū)域,一定沒有微屑分布

C. 根據(jù)圓環(huán)內(nèi)部區(qū)域微屑取向無序,可知圓環(huán)內(nèi)部電場為勻強電場

D. 根據(jù)圓環(huán)內(nèi)部區(qū)域微屑取向無序,可知圓環(huán)內(nèi)部各點電勢相等

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【題目】如圖,碰撞實驗器可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系.

(1)實驗中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通過僅測量________(填選項前的符號),間接地解決這個問題.

A.小球開始釋放高度h

B.小球拋出點距地面的高度H

C.小球做平拋運動的射程

(2)圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影.實驗時,先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程OP.然后,把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分,再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放,與小球m2相碰,并多次重復.

接下來要完成的必要步驟是________.(填選項前的符號)

A.用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2

B.測量小球m1開始釋放高度h

C.測量拋出點距地面的高度H

D.分別找到m1m2相碰后平均落地點的位置M、N

E.測量平拋射程OM、ON

(3)若兩球相碰前后的動量守恒,其表達式可表示為_______((2)中測量的量表示).

(4)經(jīng)測定,m145.0g,m27.5g,小球落地點的平均位置距O點的距離如圖所示.碰撞前、后m1的動量分別為p1p1′,p1:p1_____:11;若碰撞結束時m2的動量為p2′,p1′:p211:________.

實驗結果說明,碰撞前、后總動量的比值________.

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【題目】如圖所示,一帶正電的點電荷固定于O點,實線為某帶電粒子在該電場中的運動軌跡,該帶電粒子僅受電場力作用,a、b、c為軌跡上的三個點,虛線圓均以O為圓心,下列說法正確的是(  )

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A.在0~5s內(nèi),觀光電梯在加速上升,該同學處于失重狀態(tài)
B.在5s~10s內(nèi),該同學對電梯底板的壓力等于他所受的重力
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D.在20s~25s內(nèi),觀光電梯在加速下降,該同學處于失重

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A.下滑過程中的最大速度為4 m/s
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C.加速與減速過程中平均速度大小之比為1:1
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t/s

0.0

0.2

0.4

2.2

2.4

v/ms﹣1

0.0

1.0

2.0

3.3

1.2


(1)斜面的摩擦系數(shù)μ;
(2)恒力F的大;
(3)t=1.6s時物體的瞬時速度.

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1)此時地面對人的支持力的大;

2)輕桿BC和繩AB所受力的大。

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