题目内容
【题目】如图所示,质量为m=0.4kg的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上.PA偏离竖直方向37°角,PB在水平方向,且连在质量为M=10kg的木块上,木块静止于倾角为37°的斜面上,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。)试求:
(1)绳PA、PB中拉力的大小;
(2)斜面受到的压力和木块受到的摩擦力。
【答案】(1) 3N , 5N(2)62.4N,方向沿斜面向上 ; 78.2N,方向垂直于斜面向下
【解析】
(1)对结点P进行研究,受力分析如图甲所示,
由平衡条件可得:FAcos37°=mg
FAsin37°=FB
解得:FB=3N , FA=5N
(2)再对木块M进行研究,,受力情况如图乙所示
Ff=Mgsin37°+FB′cos37°
FN+FB′sin37°=Mgcos37°
又 FB′=FB
解得:Ff=62.4N,FN=78.2N
木块受到的摩擦力大小Ff=62.4N,方向沿斜面向上
由牛顿第三定律可知:斜面受到的压力大小FN'=FN=78.2N,方向垂直于斜面向下
【题目】某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验,实验装置如图1所示。已知小车的质量为500克,g取10 m/s2,不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下:
①细绳一端系在小车上,另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘;
②在盘中放入质量为m的砝码,用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高,调整木板倾角,恰好使小车沿木板匀速下滑;
③保持木板倾角不变,取下砝码盘,将纸带与小车相连,并穿过打点计时器的限位孔,接通打点计时器电源后,释放小车;
④取下纸带后,计算小车加速度a;将砝码的质量m和对应的小车加速度a记入下表;
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
m/kg | 0.02 | 0.04 | 0.05 | 0.06 | 0.07 | 0.08 | 0.10 |
a/(m·s-2) | 1.40 | 1.79 | 2.01 | 2.20 | 2.38 | 2.61 | 3.02 |
⑤改变盘中砝码的质量,重复②③④步骤进行实验。
(1)在坐标纸上作出a-mg图象,如图2所示,该图象中直线不过坐标原点的原因是___________。
(2)根据上述图象能求解的物理量是____________,其大小为_____________。
(3)你认为本实验中小车的质量 ____________ (填“是”或“否”)需要远远大于砝码的质量。