题目内容

有一定长度的木板C放在光滑水平面上，长木板上面放置可视为质点的木块A、B． A、B、C的质量分别是mA=mB=mC=0.2kg．木块A、B相距0.2m，放在长木板上适当的位置，它们与长木板间的动摩擦因数相同均为μ=0.2．三物块均在同一直线上，开始时都处于静止状态．某时刻同时对A、B施加相反方向的恒力，F1=1N，F2=0.6N，如图所示．经过1s的时间，同时撤去这两个力．问：

（1）在同时对A、B施加相反方向的恒力的过程中，木板C的运动状态应该怎样，请说明理由！
（2）若要使木块A、B最终不滑离长木板，木板C的长度最少为多少？
分析：在F1、F2作用下分别求出A、B的加速度，进而求出撤去外力时AB的位移和速度，撤去这两个力后，A、B的加速度大小相等，分别求出AB停止运动的时间，和运动的位移，根据位移之间的关系即可求解．
解答：解：（1）AB与木板间的滑动摩擦力的大小：fA=fB=μmAg=0.4N
F1＞fA；F2＞fB
A、B木板分别向左、向右做匀加速运动，
所以在同时对A、B施加相反方向的恒力的过程中，A、B对木板C的摩擦力大小相等，方向相反，所以C保持静止
（2）对A：aA=
F1-μmg
m
=3m/s2
对B：aB=
F2-μmg
m
=1m/s2
1s内xA=
1
2
aAt2=1.5m
xB=
1
2
aBt2=0.5m
同时撤去这两个力后，
vA=aAt=3m/s
vB=aBt=1m/s
撤去这两个力后，A、B的加速度大小相等均为：aA2=aB2=μg=2m/s2
A减速至停下时间tA=
vA
aA2
=1.5s
B减速至停下时间tB=
vB
aB2
=0.25s
B运动了：xB2=
vB2
2vB2
=0.25m
B停下时A：vA2=vA-aA2tB=2m/s
所以xA2=vA2tB-
1
2
aA2tB2=1.25m
对A：vA=vA2-aA2t=vBC=aBCt′
所以v共=
2
3
m/s
xA3=
8
9
m
xAB=
2
9
m
所以L=4.37m
答：（1）在同时对A、B施加相反方向的恒力的过程中，木板C处于静止状态；
（2）木板C至少要4.37m
点评：本题是相对运动的题目，要求同学们能正确分析物体的受力情况和运动情况，根据牛顿第二定律及运动学基本规律解题，难度较大．
练习册系列答案
相关题目
（1）做“探索弹力与弹簧伸长量关系”的实验步骤如下：
A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连接起来
B．记下弹簧不挂钩码时．其下端在刻度尺上的刻度L
C．将铁架台固定在桌子上（也可在横梁的另一端挂上一定的配重），并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺
D．依次在弹簧下端挂上2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码
E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，不行再写成二次函数
F．解释函数表达式中常数的物理意义
G．整理仪器
①请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来，为：
CBDAEFG．
CBDAEFG．
；
②某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图1所示．该实验始终在弹簧的弹性限度内进行．如图2可知：该弹簧的自然长度为
10cm
10cm
；该弹簧的劲度系数为
50.0N/m
50.0N/m
．（后一空保留三位有效数字）
（2）某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：
A．在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O．记下O点的位置，读出两个弹簧秤的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；
F．比较力F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是
C
C
和
E
E
；②遗漏的内容分别是
未记下两条细绳的方向
未记下两条细绳的方向
和
未说明是否把橡皮条的结点拉到了位置O
未说明是否把橡皮条的结点拉到了位置O
．
（1）在做“互成角度的两个共点力的合成”的实验中有以下实验步骤，其合理顺序是：
CFDBEA
CFDBEA
．（用相应字母表示）
A．通过改变两个拉力的大小和方向，从而改变橡皮条的伸长，再重复做几次；
B．只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向，按同样比例作出这个力F'的图示；
C．在桌面上放一块方木板，在木板上垫一张白纸，把橡皮条一端固定在木板的 A点；
D．记下两个弹簧秤的读数以及结点的位置，描下两条细绳的方向，在纸上按比例作出力F1和F2的图示，用平行四边形定则求出（作出）合力F；
E．比较力F’与用平行四边形定则求出的力F，看它们在实验误差范围内是否相等；
F．用两条细绳结在橡皮条的另一端（即结点），通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点到达某一位置O；
（2）某实验小组的同学在用打点计时器探究小车的加速度a与的质量M之间关系的实验中，不改变拉力T （即牵拉小车的细线所吊挂砂桶与砂的重力mg一定），只改变小车的质量M，得到了如下表所示的几组实验数据．其中第3组数据还未算出加速度，但该组对应的纸带已经打出，如图所示．打点计时器接的是50Hz的低压交流电源，图中各点为每打5个点标出的计数点，测量长度的单位为cm．
实验次数 1 2 3 4 5 6
小车质量（g） 200 300 400 500 600 1000
小车加速度 （m/s2） 2.00 1.33 0.79 0.67 0.40
小车质量倒数 （kg-1） 5.00 3.33 2.50 2.00 1.67 1.00

①请由图中纸带上记录测量的数据，求出该次实验中：C点对应的瞬时速度vC=
0.35
0.35
m/s，O点对应的瞬时速度v0=
0.056
0.056
m/s，以及加速度a=
0.98
0.98
m/s2，并填入上表空缺中；（结果均保留两位有效数字）
②请在图示的坐标中，恰当选择研究变量，根据上面表格中对应的各组数据作出能够较直观反映实验规律的关系图线（用小“×”号描点，并据此作出平滑的图线）；
③由②中作出的图象可以得出的结论是：
在拉力一定时，小车运动的加速度a与小车的质量M测绘那个反比
在拉力一定时，小车运动的加速度a与小车的质量M测绘那个反比
；
④该实验开始进行时，要先
要平衡摩擦阻力f
要平衡摩擦阻力f
，具体操作方法是：
适当垫高长木板不带定滑轮的一端，轻推未挂沙桶的小车，恰使拖有纸带的小车匀速下滑；
适当垫高长木板不带定滑轮的一端，轻推未挂沙桶的小车，恰使拖有纸带的小车匀速下滑；
．

（1）在做“互成角度的两个共点力的合成”的实验中有以下实验步骤，其合理顺序是：______．（用相应字母表示）
A．通过改变两个拉力的大小和方向，从而改变橡皮条的伸长，再重复做几次；
B．只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向，按同样比例作出这个力F'的图示；
C．在桌面上放一块方木板，在木板上垫一张白纸，把橡皮条一端固定在木板的 A点；
D．记下两个弹簧秤的读数以及结点的位置，描下两条细绳的方向，在纸上按比例作出力F1和F2的图示，用平行四边形定则求出（作出）合力F；
E．比较力F’与用平行四边形定则求出的力F，看它们在实验误差范围内是否相等；
F．用两条细绳结在橡皮条的另一端（即结点），通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点到达某一位置O；
（2）某实验小组的同学在用打点计时器探究小车的加速度a与的质量M之间关系的实验中，不改变拉力T （即牵拉小车的细线所吊挂砂桶与砂的重力mg一定），只改变小车的质量M，得到了如下表所示的几组实验数据．其中第3组数据还未算出加速度，但该组对应的纸带已经打出，如图所示．打点计时器接的是50Hz的低压交流电源，图中各点为每打5个点标出的计数点，测量长度的单位为cm．
实验次数123456
小车质量（g）2003004005006001000
小车加速度 （m/s2）2.001.330.790.670.40
小车质量倒数 （kg-1）5.003.332.502.001.671.00

①请由图中纸带上记录测量的数据，求出该次实验中：C点对应的瞬时速度vC=______m/s，O点对应的瞬时速度v0=______m/s，以及加速度a=______m/s2，并填入上表空缺中；（结果均保留两位有效数字）
②请在图示的坐标中，恰当选择研究变量，根据上面表格中对应的各组数据作出能够较直观反映实验规律的关系图线（用小“×”号描点，并据此作出平滑的图线）；
③由②中作出的图象可以得出的结论是：______；
④该实验开始进行时，要先______，具体操作方法是：______．
（1）在做“互成角度的两个共点力的合成”的实验中有以下实验步骤，其合理顺序是：______．（用相应字母表示）
A．通过改变两个拉力的大小和方向，从而改变橡皮条的伸长，再重复做几次；
B．只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧秤的读数和细绳的方向，按同样比例作出这个力F'的图示；
C．在桌面上放一块方木板，在木板上垫一张白纸，把橡皮条一端固定在木板的 A点；
D．记下两个弹簧秤的读数以及结点的位置，描下两条细绳的方向，在纸上按比例作出力F1和F2的图示，用平行四边形定则求出（作出）合力F；
E．比较力F’与用平行四边形定则求出的力F，看它们在实验误差范围内是否相等；
F．用两条细绳结在橡皮条的另一端（即结点），通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点到达某一位置O；
（2）某实验小组的同学在用打点计时器探究小车的加速度a与的质量M之间关系的实验中，不改变拉力T （即牵拉小车的细线所吊挂砂桶与砂的重力mg一定），只改变小车的质量M，得到了如下表所示的几组实验数据．其中第3组数据还未算出加速度，但该组对应的纸带已经打出，如图所示．打点计时器接的是50Hz的低压交流电源，图中各点为每打5个点标出的计数点，测量长度的单位为cm．
实验次数 1 2 3 4 5 6
小车质量（g） 200 300 400 500 600 1000
小车加速度 （m/s2） 2.00 1.33 0.79 0.67 0.40
小车质量倒数 （kg-1） 5.00 3.33 2.50 2.00 1.67 1.00

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①请由图中纸带上记录测量的数据，求出该次实验中：C点对应的瞬时速度vC=______m/s，O点对应的瞬时速度v0=______m/s，以及加速度a=______m/s2，并填入上表空缺中；（结果均保留两位有效数字）
②请在图示的坐标中，恰当选择研究变量，根据上面表格中对应的各组数据作出能够较直观反映实验规律的关系图线（用小“×”号描点，并据此作出平滑的图线）；
③由②中作出的图象可以得出的结论是：______；
④该实验开始进行时，要先______，具体操作方法是：______．
（1）做“探索弹力与弹簧伸长量关系”的实验步骤如下：
A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据（x，F）对应的点，并用平滑的曲线连接起来
B．记下弹簧不挂钩码时．其下端在刻度尺上的刻度L
C．将铁架台固定在桌子上（也可在横梁的另一端挂上一定的配重），并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺
D．依次在弹簧下端挂上2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码
E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式．首先尝试写成一次函数，不行再写成二次函数
F．解释函数表达式中常数的物理意义
G．整理仪器
①请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来，为：______；
②某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图1所示．该实验始终在弹簧的弹性限度内进行．如图2可知：该弹簧的自然长度为______；该弹簧的劲度系数为______．（后一空保留三位有效数字）
（2）某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：
A．在桌面上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O．记下O点的位置，读出两个弹簧秤的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；
F．比较力F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是______和______；②遗漏的内容分别是______和______．

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