题目内容

【题目】如图所示,质量为m的物体置于倾角为θ的固定斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,(0<μ),先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑,若改用水平推力F2作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,则( )

A.F1一定小于 F2
B.F1一定大于 F2
C.两次的推力之比 为cosθ+μsinθ
D.两次的推力之比 为cosθ﹣μsinθ

【答案】A,D
【解析】解:根据平衡条件建立方程:

对甲图 F1﹣mgsinθ﹣f1=0

N﹣mgcosθ=0

f1=μN

联立三个方程解得F1=mgsinθ+μmgcosθ

对乙图,将F2分解(或者正交分解)

平行斜面方向:F2cosθ﹣mgsinθ﹣f2=0

N′﹣Fsinθ﹣mgcosθ=0

f2=μN′

联立三个方程解得F2=

AB、由于cosθ﹣μsinθ<1,所以F2= >F1=mgsinθ+μmgcosθ,A符合题意、B不符合题意;

CD、两次的推力之比 =cosθ﹣μsinθ,C不符合题意、D符合题意;

所以答案是:AD.


【考点精析】关于本题考查的滑动摩擦力和力的分解,需要了解滑动摩擦力:利用公式f=μF N 进行计算,其中FN 是物体的正压力,不一定等于物体的重力,甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解;求一个已知力的分力,叫做力的分解(力的分解与力的合成互为逆运算);在实际问题中,通常将已知力按力产生的实际作用效果分解;为方便某些问题的研究,在很多问题中都采用正交分解法才能得出正确答案.

练习册系列答案
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【题目】某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验.气垫导轨装置如图(a)所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.

1)下面是实验的主要步骤:

①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;

②向气垫导轨通入压缩空气;

③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;

④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;

⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;

⑥先_____________,然后______________,让滑块带动纸带一起运动;

⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如图(b)所示;

⑧测得滑块1的质量310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g试完善实验步骤⑥的内容.

2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点,计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为_______kgm/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为_____kgm/s(保留三位有效数字).

3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是_____________________

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