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题型:简答题
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简答题

如图,一质量为M的长木板静止在水平面上,有一质量为m的小滑块以一定的水平速度冲上木板,已知滑块和木板之间的动摩擦因数为μ0,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:

(1)若滑块在木板上滑动时,木板能保持静止不动,木板和地面之间的动摩擦因数须满足什么条件?

(2)若长木板的质量M=0.2kg,长木板与水平面间的动摩擦因数μ=0.1.滑块的质量也为0.2kg.滑块以v0=1.2m/s的速度滑上长木板的左端,小滑块与长木板间的动摩擦因数μ0=0.4.滑块最终没有滑离长木板,求滑块在开始滑上长木板到最后静止下来的过程中,滑块滑行的距离是多少?(g=10m/s2

正确答案

解:(1)长木板受到滑块向前的摩擦力f10mg

设长木板与地面之间的动摩擦因数为μ

长木板受到地面的最大静摩擦力大小fmax=μ(M+m)g

由题意得:当f1≤fmax时木板能保持静止不动,

即:μ≥

(2)对m:μ2mg=ma2  解得:a2=4m/s2  

对M:μ2mg-μ1(M+m)g=Ma1   解得:a1=2m/s2     

设经历时间为t两者速度相同,则:v0-a2t=a1t        

解得:t=0.2s                                    

两者共同速度为:v=a1t=0.4m/s                 

两者相对静止前,小滑块的位移:s1=v0t-a2t2=0.16m   

达到共同速度后对滑块和木板:μ1(M+m)g=(M+m)a3

滑行位移为:s2=

解得:s2=0.08m              

小滑块的总位称为:s=s1+s2=0.24m                    

答:(1)若滑块在木板上滑动时,木板能保持静止不动,木板和地面之间的动摩擦因数须满足μ≥

(2)滑块滑行的距离是0.24m.

解析

解:(1)长木板受到滑块向前的摩擦力f10mg

设长木板与地面之间的动摩擦因数为μ

长木板受到地面的最大静摩擦力大小fmax=μ(M+m)g

由题意得:当f1≤fmax时木板能保持静止不动,

即:μ≥

(2)对m:μ2mg=ma2  解得:a2=4m/s2  

对M:μ2mg-μ1(M+m)g=Ma1   解得:a1=2m/s2     

设经历时间为t两者速度相同,则:v0-a2t=a1t        

解得:t=0.2s                                    

两者共同速度为:v=a1t=0.4m/s                 

两者相对静止前,小滑块的位移:s1=v0t-a2t2=0.16m   

达到共同速度后对滑块和木板:μ1(M+m)g=(M+m)a3

滑行位移为:s2=

解得:s2=0.08m              

小滑块的总位称为:s=s1+s2=0.24m                    

答:(1)若滑块在木板上滑动时,木板能保持静止不动,木板和地面之间的动摩擦因数须满足μ≥

(2)滑块滑行的距离是0.24m.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•乳山市期中)质量为M=36kg的小孩坐在m=10kg的雪橇上,大人用与水平方向成θ=37°上的F=100N的拉力拉雪橇,他们一起沿水平地面向右做匀速直线运动.(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

(1)地面对大人的摩擦力大小和方向;

(2)雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小;

(3)撤去拉力后至停止前,雪橇对小孩的作用力大小是多少?

正确答案

解:(1)大人做匀速直线运动,由平衡条件可知,

地面对大人的摩擦力:f1=Fcosθ=80N,方向:水平向右;

(2)小孩与雪橇受力如图所示:

小孩与雪橇做匀速直线运动,由平衡条件得:

Fcosθ=Ff,Fsinθ+FN=(M+m)g,

滑动摩擦力:Ff=μFN

解得:μ=0.2;

(3)撤去拉力,对对小孩与雪橇组成的系统,

由牛顿第二定律得:μ(M+m)g=(M+m)a,

解得:a=2m/s2

雪橇对小孩的作用力:F′==72N;

答:(1)地面对大人的摩擦力大小为80N,方向:水平向右;

(2)雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小为0.2;

(3)撤去拉力后至停止前,雪橇对小孩的作用力大小是72N.

解析

解:(1)大人做匀速直线运动,由平衡条件可知,

地面对大人的摩擦力:f1=Fcosθ=80N,方向:水平向右;

(2)小孩与雪橇受力如图所示:

小孩与雪橇做匀速直线运动,由平衡条件得:

Fcosθ=Ff,Fsinθ+FN=(M+m)g,

滑动摩擦力:Ff=μFN

解得:μ=0.2;

(3)撤去拉力,对对小孩与雪橇组成的系统,

由牛顿第二定律得:μ(M+m)g=(M+m)a,

解得:a=2m/s2

雪橇对小孩的作用力:F′==72N;

答:(1)地面对大人的摩擦力大小为80N,方向:水平向右;

(2)雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小为0.2;

(3)撤去拉力后至停止前,雪橇对小孩的作用力大小是72N.

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题型:填空题
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填空题

在校运会上,假设某质量为50kg的同学在田径比赛中以10m/s的速度冲过终点线,接着在水平跑道上做匀减速直线运动.经过10m停下.则该同学减速过程中经历的时间是______,减速过程中该同学所受合力大小为______N.

正确答案

2s

250

解析

解:根据匀变速直线运动的平均速度推论知,,解得t=

减速过程中的加速度大小a=

根据牛顿第二定律得,该同学所受的合力F=ma=50×5N=250N.

故答案为:2s,250.

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题型: 单选题
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单选题

一静止的物体所受到的合外力随时间的变化关系如图所示,图中F1、F2未知.已知物体从t=0时刻出发,在3t0时刻恰又返回到出发点,则(  )

AO~t0物体做匀加速直线运动,t0-3t0物体做匀减速直线运动

B物体在F1作用下的位移与在F2作用下的位移相等

Ct0时刻物体的速度与3t0时刻物体的速度大小之比为

DF1与F2大小之比为

正确答案

C

解析

解:A、由图可知F1作用时间为t0,物体做匀加速运动,然后改为反向F2作用时间为2t0,物体先减速再反向加速至出发点.故A错误;

B、物体先沿的方向做加速运动,然后物体先减速再反向加速至出发点,两段时间内物体的位移大小相等,方向相反.故B错误;

C、设F1作用下物体的位移为S,则有:

F2作用下物体的位移为-S,有:

由以上可得:.故C正确;

D、由动量定理得:F1t0=mv1

F2•2t0=mv2+mv1

联立以上方程解得:.故D错误.

故选:C

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题型:简答题
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简答题

在水平地面上有一质量为2kg的物体,物体在水平拉力F的作用下由静止开始运动,10s后拉力大小减为,该物体的运动速度随时间变化的图象如图所示,求:

(1)物体受到的拉力F的大小;

(2)物体与地面之间的动摩擦因数(g取10m/s2).

正确答案

解:(1)在0~10s内,物体的加速度(正向)               

在10~14s内,物体的加速度(反向)             

由牛顿第二定律

加速过程:F-μmg=ma1

减速过程:

由此解得F=8.4N    μ=0.34                                       

即物体受到的拉力F的大小8.4N.

(2)由第一问解答,得到动摩擦因数的大小为0.34.

解析

解:(1)在0~10s内,物体的加速度(正向)               

在10~14s内,物体的加速度(反向)             

由牛顿第二定律

加速过程:F-μmg=ma1

减速过程:

由此解得F=8.4N    μ=0.34                                       

即物体受到的拉力F的大小8.4N.

(2)由第一问解答,得到动摩擦因数的大小为0.34.

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题型:简答题
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简答题

一质量为5kg的滑块在F=15N的水平拉力作用下,由静止开始做匀加速直线运动,若滑块与水平面间的动摩擦因素是0.2,g取10m/s2,问:

(1)滑块运动的加速度是多大?

(2)滑块在力F作用下经5s,通过的位移是多大?

正确答案

解:(1)根据牛顿第二定律得:a==1m/s2

(2)根据位移时间公式得,滑块的位移:x=

答:(1)滑块运动的加速度为1m/s2

(2)滑块通过的位移为12.5m.

解析

解:(1)根据牛顿第二定律得:a==1m/s2

(2)根据位移时间公式得,滑块的位移:x=

答:(1)滑块运动的加速度为1m/s2

(2)滑块通过的位移为12.5m.

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题型: 多选题
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多选题

放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,力F的大小与时间t的关系如图甲所示;物块的运动速度v与时间t的关系如图乙所示,6s后的速度-时间图象没有画出,g取10m/s2.下列说法正确的是(  )

A滑动时物块受到的摩擦力大小是3 N

B物块的质量为4.5 kg

C物块在6 s~9 s内的加速度大小是2 m/s2

D物块与地面间的动摩擦因数是0.4

正确答案

C,D

解析

解:A、物体在3-6s内做匀速直线运动,则f=F2=6N,故A错误.

B、物块匀加速运动的加速度,根据牛顿第二定律得,F1-f=ma1,解得质量m=.故B错误.

C、物块在6 s~9 s内的加速度大小,故C正确.

D、物块与地面间的动摩擦因数,故D正确.

故选:CD.

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题型:简答题
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简答题

一个质量为2kg的物体静止在光滑水平面上.现沿水平方向对物体施加10N的拉力,产生的加速度大小为5m/s2求:

(1)物体运动3s时速度的大小;

(2)物体从开始运动到位移为10m时经历的时间.

正确答案

解:(1)物体运动3s时速度的大小为;

v=at=5×3 m/s=15m/s

(2)由

s=2s

答:

(1)物体运动3s时速度的大小是15m/s;

(2)物体从开始运动到位移为10m时经历的时是2s.

解析

解:(1)物体运动3s时速度的大小为;

v=at=5×3 m/s=15m/s

(2)由

s=2s

答:

(1)物体运动3s时速度的大小是15m/s;

(2)物体从开始运动到位移为10m时经历的时是2s.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,一质量为m、带电荷量为+q的物体处于场强按E=E0-kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间动摩擦因数为μ,当t=0时刻物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是(  )

A物体开始运动后加速度先增加、后减小

B物体开始运动就离开墙壁

C经过时间t=,物体在竖直墙壁上的位移达最大值

D经过时间t=,物体运动速度达最大值

正确答案

C

解析

解:A、电场改变方向之前,物体沿竖直墙运动,由于水平方向支持力与电场力相等,电场强度减弱,所以支持力减小,故摩擦力减小,所以物体受到的重力和摩擦力的合力增大;电场改为水平向右时,物体受互相垂直的重力和电场力,而电场力随电场强度的增大而增大,所以合力增大.因此,整个过程中,物体运动的加速度不断增大,且速度不断增大,故A错误;

BC、据场强按E=E0-kt知,当电场强度为零时,物体在水平方向上不受力,当场强方向向右后,物体在水平方向上受向右的电场力.据以上分析可知,当场强为零时,物体开始离开墙壁,即E0-kt=0,所以t=,故B错误,C正确.

D、根据A选项分析,物体运动的加速度不断增大,且速度不断增大,故D错误.

故选:C.

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题型:简答题
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简答题

如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图,绷紧的传送带始终保持3.0m/s的恒定速率运行,传送带的水平部分AB距离水平地面的高度h=0.45m.现有一行李包(可视为质点)由A端被传送到B端,且传送到B端时没有及时取下,行李包从B端水平抛出,不计空气阻力,取g=10m/s2

(1)若行李包从B端水平抛出的初速度v=3.0m/s,求它在空中运动的时间和飞行的水平距离.

(2)若行李包以v0=1.0m/s的初速度从A端向右滑行,行李包与传送带间的动摩擦因数μ=0.20.要使它从B端飞出的水平距离等于(1)中所求的水平距离,求传送带的长度应满足的条件.

(3)在(2)中,若将行李包轻放在传送带的A端(无初速),传送带实际长度为2.25米,并将传送带的运行速率调整为4.0m/s,其他条件没有变化.求此情况下行李包从B端水平抛出后飞行的水平距离.

正确答案

解:(1)设行李包在空中运动的时间为t,飞出的水平距离为s,则:

,解得t=

水平距离s=vt=3×0.3m=0.9m.   

(2)设行李包的质量为m,与传送带相对运动时的加速度为a,则

滑动摩擦力f=μmg=ma      代入数值得a=2.0m/s2

要使行李包从B端飞出的水平距离等于(1)中所求水平距离,行李包从B端水平抛出的初速度应为v=3.0m/s时通过的距离为s0,则:

代入数值得:s0=2.0m

 故传送带的长度L应满足的条件为L≥2.0m.

(3)行李包的加速度为a,则:a=μg=2.0m/s2

运动到B端时的速度:v=≤4m/s

行李包仍将以3m/s的速度抛出,飞行的水平距离仍为:s=0.9m.

答:(1)它在空中运动的时间为0.3s;飞行的水平距离为0.9m.

(2)传送带的长度应满足的条件为L≥2.0m.

(3)此情况下行李包从B端水平抛出后飞行的水平距离为0.9m.

解析

解:(1)设行李包在空中运动的时间为t,飞出的水平距离为s,则:

,解得t=

水平距离s=vt=3×0.3m=0.9m.   

(2)设行李包的质量为m,与传送带相对运动时的加速度为a,则

滑动摩擦力f=μmg=ma      代入数值得a=2.0m/s2

要使行李包从B端飞出的水平距离等于(1)中所求水平距离,行李包从B端水平抛出的初速度应为v=3.0m/s时通过的距离为s0,则:

代入数值得:s0=2.0m

 故传送带的长度L应满足的条件为L≥2.0m.

(3)行李包的加速度为a,则:a=μg=2.0m/s2

运动到B端时的速度:v=≤4m/s

行李包仍将以3m/s的速度抛出,飞行的水平距离仍为:s=0.9m.

答:(1)它在空中运动的时间为0.3s;飞行的水平距离为0.9m.

(2)传送带的长度应满足的条件为L≥2.0m.

(3)此情况下行李包从B端水平抛出后飞行的水平距离为0.9m.

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