题目内容

【题目】如图所示,A、B两物块的质量分别为2mm,静止叠放在水平地面上. A、B 的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.现对A施加一水平拉力F,则(

A. F<2μmg 时,A、B 都相对地面静止

B. 时,A的加速度为

C. F>3 μmg 时,A相对B滑动

D. 无论F为何值,B的加速度不会超过

【答案】BCD

【解析】试题分析:根据A、B之间的最大静摩擦力,隔离对B分析求出整体的临界加速度,通过牛顿第二定律求出A、B不发生相对滑动时的最大拉力.然后通过整体法隔离法逐项分析.

BA的摩擦力为AB的摩擦力为,地面对B的摩擦力为,由牛顿第三定律可知大小相等,方向相反,的最大值均为的最大值为,故当时,AB均保持静止;继续增大F,在一定范围内A、B将相对静止以共同的加速度开始运动,故A错误;设当A、B恰好发生相对滑动时的拉力为,加速度为,则对A,有,对A、B整体,有,解得,故当时,A相对于B静止,二者以共同的加速度开始运动;当时,A相对于B滑动,C正确;当时,A、B以共同的加速度开始运动,将A、B看作整体,由牛顿第二定律有,解得,B正确;对B来说,其所受合力的最大值,即B的加速度不会超过,D正确.

练习册系列答案
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【题目】香港迪士尼游乐园入口旁有一喷泉,在水泵作用下会从鲸鱼模型背部喷出竖直向上的水柱,将站在冲浪板上的米老鼠模型托起,稳定地悬停在空中,伴随着音乐旋律,米老鼠模型能够上下运动,引人驻足,如所示。这一景观可做如下简化,假设水柱以一定的速度从喷口竖直向上喷出,水柱的流量为Q流量定义:在单位时间内向上通过水柱横截面的水的体积,设同一高度水柱横截面上各处水的速率都相同,冲浪板底部为平板且其面积大于水柱的横截面积,保证所有水都能喷到冲浪板的底部。水柱冲击冲浪板前其水平方向的速度可忽略不计,冲击冲浪板后,水在竖直方向的速度立即变为零,在水平方向朝四周均匀散开。已知米老鼠模型和冲浪板的总质量为M,水的密度为ρ,重力加速度大小为g,空气阻力及水的粘滞阻力均可忽略不计。

1求喷泉单位时间内喷出的水的质量;

2由于水柱顶部的水与冲浪板相互作用的时间很短,因此在分析水对冲浪板的作用力时可忽略这部分水所受的重力。试计算米老鼠模型在空中悬停时,水到达冲浪板底部的速度大小;

3要使米老鼠模型在空中悬停的高度发生变化,需调整水泵对水做功的功率。水泵对水做功的功率定义为单位时间内从喷口喷出的水的动能。请根据第2问中的计算结果,推导冲浪板底部距离喷口的高度h与水泵对水做功的功率P0之间的关系式。

【题目】建筑工程中的“打桩”是利用重锤的冲击克服泥土对桩柱的阻力,使桩柱插入泥土到达预定深度的过程。如 所示,设打桩机重锤的质量为m,桩柱的质量为M。打桩过程可简化如下:桩柱下端开始时在地表面没有进入泥土,提升重锤到距离桩柱上端h高度后使其自由落下,重锤撞击桩柱上端,经极短时间的撞击使两者以共同的速度一起向下移动一段距离后停止。然后再次提升重锤,重复打桩过程,逐渐把桩柱打到预定深度。设桩柱向下移动的过程中泥土对桩柱的阻力f的大小与桩柱打入泥土中的深度x成正比,其函数表达式f=kxk为大于0的常量,具体值未知f-x图象乙所示。已知重力加速度大小为g。

1求重锤与桩柱第一次碰撞后瞬间的共同速度大小;

2图象法和比较法是研究物理问题的重要方法,例如从教科书中我们明白了由v-t图象求直线运动位移的思想和方法,请你借鉴此方法,根据图示的f-x图象结合函数式f=kx,分析推导在第一次打桩将桩柱打入泥土的过程中阻力所做的功与桩柱打入泥土深度的关系式;并将泥土对桩柱的阻力与你熟悉的弹簧弹力进行比较,从做功与能量转化的角度简要说明泥土对桩柱的阻力做功和弹簧弹力做功的不同;

3若重锤与桩柱第一次的撞击能把桩柱打入泥土中的深度为d,试求常量k的大小

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