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精英家教网如图中,小车质量为M,木块质量为m它们之间的最大静摩擦力为f,在劲度系数为k的轻弹簧作用下,沿光滑水平面做简谐振动.木块与小车间不发生相对滑动.小车振幅的最大值为多少?
分析:当物体达到最大位移处时,加速度最大,静摩擦力最大.先对M和m整体,根据牛顿第二定律求出加速度,再对m,由牛顿第二定律列式,即可求出振幅的最大值.
解答:解:当M与m间的静摩擦力达到最大值f时,二者做简谐运动的振幅最大,设为A,此时二者的加速度相同,设为a.
先对M和m组成的整体研究,由牛顿第二定律有:kA=(m+M)a  
再隔离m,对m由牛顿第二定律有:f=ma         
 解得:A=
(m+M)f
km

答:小车振幅的最大值为
(m+M)f
km
点评:题目中m受到的静摩擦力提供回复力,根据整体法求解加速度,根据牛顿第二定律求解静摩擦力.
练习册系列答案
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(2011?丰台区一模)(1)用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kΩ的电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤:
a.将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,断开两表笔.
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔.
c.旋转选择开关,对准欧姆档?1k的位置.
d.旋转选择开关,对准欧姆档?100的位置.
e.旋转选择开关,对准交流“OFF”档,并拔出两表笔.
①请把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上
cabe
cabe

②根据如图(1)所示指针位置,此被测电阻的阻值约为
11k
11k
Ω.

(2)某实验小组采用如图(2)所示的装置探究“合外力做功与速度变化的关系”.实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.小车所受到的拉力F为0.20N,小车的质量为200g.
①实验前,木板左端被垫起一些,使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动.这样做的目的是
AC
AC

A.为了平稳摩擦力
B.增大小车下滑的加速度
C.可使得细绳对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.可以用质量较小的砝码就可以拉动小车,以满足砝码质量远小于小车质量的要求
②同学甲选取一条比较理想的纸带做分析.小车刚开始运动时对应在纸带上的点记为起始点O,在点迹清楚段依次选取七个计数点A、B、C、D、E、F、G,相邻计数点间的时间间隔为0.1s.测量起始点O至各计数点的距离,计算计数点对应小车的瞬时速度、计数点与O点之间的速度平方差、起始点O到计算点过程中细绳对小车做的功.其中计数点D的三项数据没有计算,请完成计算并把结果填入表格中.

点迹 O A B C D E F G
x/cm 15.50 21.60 28.61 36.70 45.75 55.75 66.77
v/(m﹒s-1 0.656 0.755
0.857
0.857
0.953 1.051
△v 2/(m2﹒s-2 0.430 0.570
0.734
0.734
0.908 1.105
W/J 0.0432 0.0572
0.0734
0.0734
0.0915 0.112
③以W为纵坐标、以△v2为横坐标在方格纸中作出W---△v2图象.B、C、E、F四点已经在图中描出,请在图中描出D点,并根据描点合理画出图象.

④根据图象分析得到的结论
W与△v2成正比
W与△v2成正比

⑤同学乙提出利用上述实验装置来验证动能定理.如图所示是打点计时器打出的小车在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带,测量数据已用字母表示在图中.小车质量为m,打点计时器的打点周期为T.利用这些数据可以验证动能定理.

请你判断这种想法是否可行?如果不行,说明理由.如果可行,写出必要的分析与推理.
某实验小组采用如图所示的装置探究“合外力做功与速度变化的关系”。实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点。小车所受到的拉力F为0.20N,小车的质量为200g。
(1)实验前,木板左端被垫起一些,使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动。这样做的目的是______________。
A.为了平稳摩擦力
B.增大小车下滑的加速度
C.可使得细绳对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.可以用质量较小的砝码就可以拉动小车,以满足砝码质量远小于小车质量的要求
(2)同学甲选取一条比较理想的纸带做分析。小车刚开始运动时对应在纸带上的点记为起始点O,在点迹清楚段依次选取七个计数点A、B、C、D、E、F、G,相邻计数点间的时间间隔为0.1s。测量起始点O至各计数点的距离,计算计数点对应小车的瞬时速度、计数点与O点之间的速度平方差、起始点O到计算点过程中细绳对小车做的功。其中计数点D的三项数据没有计算,请完成计算并把结果填入表格中。
(3)以W为纵坐标、以△v2为横坐标在方格纸中作出W-△v2图象。B 、C、E、F四点已经在图中描出,请在图中描出D点,并根据描点合理画出图象。
(4)根据图象分析得到的结论______________。
(5)同学乙提出利用上述实验装置来验证动能定理。如图所示是打点计时器打出的小车在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带,测量数据已用字母表示在图中。小车质量为m,打点计时器的打点周期为T。利用这些数据可以验证动能定理。请你判断这种想法是否可行?如果不行,说明理由。如果可行,写出必要的分析与推理。

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