题目内容

【题目】如图所示,一根固定直杆与水平方向夹角为,将质量为m1的滑块套在杆上,通过轻绳悬挂质量为m2的小球,杆与滑块之间的动摩擦因数为。通过某种外部作用,使滑块和小球瞬间获得初动量后,撤去外部作用,发现滑块与小球仍保持相对静止一起运动,且轻绳与竖直方向夹角。则滑块的运动情况是( )

A. 速度方向沿杆向下,正在均匀减小

B. 速度方向沿杆向下,正在均匀增大

C. 速度方向沿杆向上,正在均匀减小

D. 速度方向沿杆向上,正在均匀增大

【答案】C

【解析】把滑块和球看做一个整体受力分析,沿斜面和垂直斜面建立直角坐标系得,
若假设 滑块速度方向向下,则
沿斜面方向:(m1+m2)gsinθ-f=(m1+m2)a
垂直斜面方向:FN=(m1+m2)gcosθ
其中摩擦力:f=μFN
联立可解得:a=gsinθ-μgcosθ,
对小球现有:θ<β,则有
a>gsinβ
所以gsinθ-μgcosθ>gsinβ
gsinθ-gsinβ>μgcosθ
因为θ<β,所以gsinθ-gsinβ<0,但μgcosθ>0
所以假设不成立,即速度的方向一定向上.
滑块向上运动,重力有沿杆向下的分力,同时摩擦力的方向沿杆的方向向下,所以滑块的加速度方向向下,滑块沿杆减速上滑.则滑块的速度方向沿杆向上,正在均匀减小.故ABD错误,C正确;故选C.

练习册系列答案
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【题目】某同学用如图甲所示的实验装置探究动能定理。他通过测量小车所受合外力(近似等于悬挂钩码的重力)做的功和小车动能的增量进行探究,所用小车质量为M,重力加速度为g。实验操作如下:

①用游标卡尺测出遮光片的宽度d

②安装好实验器材,调整垫块位置使木板的倾角合适.将小车放在木板上某一位置A,用刻度尺量出小车上的遮光片到光电门的距离L

③在细线左端挂一个质量为m0的钩码,将小车从A位置由静止释放,记录下遮光片通过光电门的时间t

④保持小车质量不变,逐次增加悬挂钩码个数,重复步骤③,并将各次实验中遮光片通过光电门的时间记录到下表中:

悬挂钩码个数n

1

2

3

4

5

t/ms

11.79

8.16

6.71

5.77

5.14

(×104s-2)

0.72

1.50

2.22

3.00

3.78

回答下列问题:

⑴关于实验操作,下列说法错误的是____

A.要将小车从同一位置由静止释放

B.改变悬挂钩码的数量后,要重新平衡摩擦力

C.实验中需保证悬挂钩码的质量远小于小车的质量

D.实验前应该调整滑轮的高度,使细线与木板平行

⑵用游标卡尺测量遮光条宽度如图乙所示,则遮光条的宽度d=____mm;

⑶请根据表中测量数据,以悬挂钩码的个数n为横轴,以为纵轴,在坐标纸上作出图象;

⑷能否仅依据“图象是一条过原点的直线”就得出“合外力对小车做的功等于小车动能增量”的结论?

____(选填“能”或“不能”), 理由是____

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