题目内容
17.如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块,木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出长木板的加速度α与水平拉力F的关系如图乙所示,取g=l0m/s2,则通过分析计算可得( )A. | M=2kg,m=1kg | |
B. | 当F=8N时,滑块的加速度为lm/s2 | |
C. | 滑块与木板之间的滑动摩擦因数为0.2 | |
D. | 拉力F随时间变化的函数关系一定可以表示为F=6t(N) |
分析 当拉力F较小时,m和M保持相对静止,一起做匀加速直线运动,对整体运用牛顿第二定律列式.当拉力达到一定值时,m和M发生相对滑动,结合牛顿第二定律,运用整体和隔离法分析.
解答 解:A、当F等于6N时,加速度为:a=2m/s2,
对整体分析,由牛顿第二定律有:F=(M+m)a
代入数据解得:M+m=3kg
当F大于6N时,根据牛顿第二定律得:
M的加速度 a=$\frac{F-μmg}{M}$=$\frac{1}{M}$F-$\frac{μmg}{M}$
知a-F图线的斜率 k=$\frac{1}{M}$=$\frac{2}{2}$=1,解得:M=1kg,
可得滑块的质量为:m=2kg.故A错误.
BC、由上得:当F大于6N时,a=$\frac{1}{M}$F-$\frac{μmg}{M}$=F-20μ
由图象知,当F=4N时,a=0,代入上式解得:μ=0.2
当F=8N时,a=F-20μ=8-20×0.2=4m/s2,故B错误,C正确.
D、当M与m以相同的加速度运动时,力随时间变化的函数关系一定可以表示为 F=6t(N),当F大于6N后,M、m发生相对滑动,表达式不是F=6t,故D错误
故选:C
点评 本题是牛顿第二定律与图象的综合,知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解决本题的关键.掌握处理图象问题的一般方法,通常要根据物理规律得到解析式,通过图线的斜率和截距入手分析.
练习册系列答案
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D. | 法拉第首先发现了电流可以使周围的小磁针偏转 |
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B. | 线圈中产生沿逆时针方向的恒定电流 | |
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