题目内容

擦黑板同学们都经历过,手拿黑板擦在竖直的黑板面上,或上下或左右使黑板擦与黑板之间进行滑动摩擦,将黑板上的粉笔字擦干净。已知黑板的规格为4.5×1.5m2,黑板的下边沿离地的髙度为0.8m,若黑板擦(可视为质点)的质量为0.1kg, 现假定某同学用力将黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦黑板,当手臂对黑板擦的作用力 F与黑板面所成角度为θ(θ= 53°时,F=5N。(取g=10m/s2,sin53°=0.8)
(1)求黑板擦与黑板间的摩擦因数μ。
(2)当他擦到离地最大高度2.05m时,黑板擦意外脱手沿黑板面竖直向下滑落,求黑板擦砸到黑板下边沿前瞬间的速度v的大小。

(1)0.5(2)v=5m/s

解析试题分析:(1)黑板擦向上缓慢运动,根据受力分析得
垂直于黑板方向有:Fsinθ-N=0,解得:N=4N
沿黑板方向有:Fcosθ-mg-f=0.解得:f=2N
由f=μN得:μ=f/N=0.5.
黑板擦脱手后沿黑板面竖直向下滑落过程中与黑板之间无摩擦,做自由落体运动,下落的高度为:
h=2.05m-0.8m=1.25m
由v2=2gh得:v=5m/s
考点:考查了力的分解,自由落体运动

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