【題目】如圖所示粗糙的水平地面上有一塊長為3m的木板,小滑塊放置于長木板上的某一位置,F(xiàn)將一個水平向右,且隨時間均勻變化的力F=0.2t作用在長木板的右端,讓長木板從靜止開始運動。已知:滑塊質(zhì)量m與長木板質(zhì)量M相等,且m=M=1kg,滑塊與木板間動摩擦系數(shù)為μ1=0.1,木板與地面間動摩擦系數(shù)μ2=0.2,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力(g10m/s2).

(1)經(jīng)過多長時間,長木板開始運動。

(2)經(jīng)過多長時間,滑塊與長木板恰要發(fā)生相對運動。此時滑塊的速度為多大?

(3)如果t = 0時鎖定外力F = 6.75N,一段時間后撤去外力,發(fā)現(xiàn)小滑塊恰好既不從左端滑出,也恰好不從右端滑出木板。求小滑塊放置的初始位置與長木板左端的距離?

【答案】(1)t1=20s (2)v1=5m/s (3) x=3m

【解析】

(1) 設經(jīng)過t1時間木板開始運動,此時F=μ2(m+M)g (1)

F1=0.2t1, 聯(lián)立可得:t1=20(s) (2)

(2) 設經(jīng)過t2時間,滑塊與長木板發(fā)生相對運動時加速度為a

對滑塊列:μ1mg=ma 得: a=μ1g=1(m/s2) (1)

對木板列牛頓第二定律:F2-μ1mg-μ2(M+m)g=Ma 且:F2=0.2t1 聯(lián)立可得:t2=30s (2)

滑塊到達電場區(qū)的速度為v1 ,對滑塊和木板的整體,在運動過程中,列動量定理:

(F1+F2)(t2-t1)/2-μ2(M+m)g(t2-t1)=(M+m)v1-0 解得:v1=5(m/s) (2)

(3) 設小滑塊放置的初始位置與長木板左端的距離為x,外力作用時間為t1,撤去外力前,木板與木板滑塊各自勻加速運大小動,加速度大小為a1,滑塊加速度大小仍為a。為根據(jù)牛頓第二定律列出:

F-μ2(M+m)g-μ1mg=Ma1 解得:a1=1.75m/s2(大于滑塊加速度a=μ1g=1m/s2) (1)

撤去外力后,速度相等之前,木板勻減速,加速度大小為a2,滑塊加速度大小仍為a,根據(jù)牛頓第二定律列出: μ2(M+m)g+μ1mg=Ma2 解得:a2=5m/s2 (1)

速度相等之后,二者各自勻減速運動,木板加速度大小為a3,滑塊加速度大小仍為a。

根據(jù)牛頓第二定律列出:μ2(M+m)g-μ1mg=Ma3 解得:a3=3m/s2 (2)

設滑塊與木板速度相等時的速度為v0,因小滑塊既不從左端滑出,也恰好不從右端滑出木板。

所以: (1) 板長L=3m代入:v0=3m/s (1)

設滑塊從啟動到與木板速度相等經(jīng)歷的時間為t2,因為加速與減速的加速度大小相等,所以速度相等到滑塊停止的時間也為t2,顯然:v0=at2 ,得:t2=3s (1)

速度相等之前,研究木板,可知: 代入可得: (2)

所以, 代入得:x=3m (2)

如圖所示的v-t圖像中,粗線表示滑塊的v-t關系,細線表示木板的v-t關系

練習冊系列答案
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【題目】現(xiàn)有A、B兩列火車在同一軌道上同向行駛,A車在前,其速度vA10 m/sB車速度vB30 m/s.因大霧能見度低,B車在距A600 m時才發(fā)現(xiàn)前方有A車,此時B車立即剎車,但B車要減速1 800 m才能夠停止.

(1)B車剎車后減速運動的加速度多大?

(2)B車剎車8 s后,A車以加速度a10.5 m/s2加速前進,問能否避免事故?若能夠避免則兩車最近時相距多遠?

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【題目】對分子動理論的認識,下列說法正確的有_________。(填正確答案標號,選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分,每選錯一個扣3分,最低得分為0)

A.布朗運動就是液體分子的無規(guī)則熱運動

B.摩爾數(shù)相同且視為理想氣體的氧氣和氦氣如果升高相同的溫度,內(nèi)能增加量相同

C.當一個物體加速運動時其內(nèi)能不一定增加

D.隨著高科技的發(fā)展,第二類永動機可能被發(fā)明,因為這不違背能的轉(zhuǎn)化及守恒定律

E.當二個分子間的分子力減小時分子勢能可能減少也可能增加

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【題目】某同學課外研究平拋和圓周物體的運動.

某同學讓小球多次沿同一軌道運動,通過描點法畫出小球做平拋運動的軌跡為了能較準確地描繪運動軌跡,下面列出了一些操作要求,將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上______

A.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平

B.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點連成折線

C.記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴格地等距離下降

D.每次必須由斜槽同一位置靜止釋放小球

某小組研究平拋物體的運動時,將實驗中測出的兩物理量QS數(shù)值填表如下,QS的單位相同但沒有寫出表中Q表示的物理量是______ ;S表示的物理量是______ 若表中QS用的都是國際單位制中的單位,則平拋物體的水平速度為______

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【題目】火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行,根據(jù)開普勒行星運動定律可知  

A. 相同時間內(nèi),火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積

B. 火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等

C. 火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方

D. 太陽沒有位于木星運行軌道的中心

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【題目】(1)在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中,向容量瓶中加入0.5mL的油酸和一定量的酒精得到500mL的混合溶液,然后用滴管吸取這種溶液,向小量筒中滴入200滴混合溶液,液面正好達到量筒中2mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水淺盤中滴下1滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膩穩(wěn)定后,放在帶有正方形坐標格的玻璃板下觀察油膩,如圖所示,坐標格正方形的大小為2cm、2cm,由圖可以估算出油膜的面積是________m2(保留一位有效數(shù)字),由此估算出油膜分子的直徑是_________m(保留一位有效數(shù)字)。

(2)某同學在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中,計算出的分子直徑明顯偏大,可能是由于_________。

A. 油酸分子未完全散開

B. 油酸中含有大量酒精

C. 計算油膜面積時,舍去了所有不足半格的方格

D. 求每滴油酸酒精溶液的體積時,2mL的溶液滴數(shù)198錯計成了200

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1)設電火花計時器的周期為T,計算F點的瞬時速度vF的公式為vF________;

2)他經(jīng)過測量并計算得到電火花計時器在打B、C、D、E、F各點時物體的瞬時速度如下表.以A點對應的時刻為t0,試在下圖所示坐標系中合理地選擇標度,作出vt圖象,并利用該圖象求出物體的加速度a________m/s2;

對應點

B

C

D

E

F

速度(m/s

0.141

0.180

0.218

0.262

0.301

3)如果當時電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210 V,而做實驗的同學并不知道,那么加速度的測量值與實際值相比________.(填偏大偏小不變

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