题目内容
3.如图所示,放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑,若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F,则( )A. | 地面对斜面体的摩擦力方向向右 | |
B. | 物块仍以加速度a匀速度下滑 | |
C. | 物块将以大于a的加速度匀加速下滑 | |
D. | 地面对斜面体的摩擦力大小为零 |
分析 (1)取物块为研究对象,根据牛顿第二定律可计算出两种情况下物块的加速度,以此对B、C选项做出判断
(2)取斜面为研究对象,根据物体平衡条件可判断出地面对斜面摩擦力的方向,以此对A、D选项做出判断
解答 解:设物块的质量为m、斜面的倾角为θ,物块与斜面间的动摩擦因数为μ、物块对斜面的压力的大小为FN,斜面对物块的支持力的大小为N,斜面对物块的摩擦力的大小为f1;物块对斜面的摩擦力的大小为f2、地面对斜面的摩擦力大小为f,地面对斜面的支持力为N1,未施加外力F时物块加速度的大小为a1.
未施加力F时对物块进行受力分析,根据牛顿第二定律可得:
mgsinθ-f1=ma1…①
f1=μFN…②
FN=N…③
N=mgcosθ…④
解得:
FN=mgcosθ…⑤
f1=μmgcosθ…⑥
a1=gsinθ-μgcosθ…⑦
未施加力F时对斜面进行受力分析,设f的方向水平向右,则其受力分析图如下:
将斜面所受的各力分解到x轴和y轴,根据物体的平衡条件可得:
f2cosθ=FNsinθ+f…⑧
f2=f1
解得:f=mgcosθsinθ-μmgcos2θ=mgcosθ(sinθ-μcosθ)<0,故f的方向为水平向左;
同理可得当施加外力F时,物块的加速度a2=$\frac{(F+mg)sinθ-μ(F+mg)cosθ}{m}$…⑨,此时地面对斜面的摩擦力仍水平向左;
由⑦⑨可得:a2>a1
故选:C
点评 (1)要熟练掌握在斜面上运动物体加速度的计算方法;
(2)对斜面进行受力分析时要灵活应用牛顿第三定律.
练习册系列答案
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20.某一平行板电容器,其一个极板带+5.4×10-3C电量,另一极板带-5.4×10-3C电量,电容器两极板间电压为450V,则该电容器的电容值为( )
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4.甲乙两人在光滑冰面上相向运动,相遇时两人掌心相碰互推对方,分开后两人运动方向相同.下列说法正确的是( )
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B. | 无论甲、乙质量关系如何,甲、乙两人的动量变化量大小一定相等 | |
C. | 若甲的运动方向没变,则相互作用前甲的速率一定大于乙的速率 | |
D. | 若甲的运动方向没变,则相互作用前甲的动量一定大于乙的动量 |
12.如图所示的电路中,理想变压器原线圈匝数n1=1100匝,副线圈匝数n2=220匝,交流电源的电压u=220sin(100πt) V,电阻R=44Ω,电压表、电流表均为理想电表.则下列说法正确的是( )
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13.如图所示,理想变压器MN原线圈接一交流电源,副线圈回路中有一定值电阻R0和两个小灯泡L1、L2,电表为理想电表,最初电键S是闭合的,现断开电键S,则( )
A. | 电流表A1示数变大 | B. | 电流表A2示数变小 | ||
C. | 灯泡L2变暗 | D. | 定值电阻R0消耗的电功率变大 |