题目内容

在下图的各图中,物体的接触面均粗糙.请对各图中A物体与其他各物体的接触面间有无摩擦力及其方向做出判断.

(1)图(A)中,A,B,C,D是四个完全相同物块,通过两侧夹板挤紧在一起,竖直放置;

(2)图(B)中,A是一个无底的圆筒,放在水平面上,其内有三个相同的小球恰与A筒的内壁良好相切,现将A筒由静止状态沿竖直方向缓慢提起(筒高大于球的半径);

(3)图(C)中,传送带B以恒定速度匀速运动,物块A以初速度滑上B的表面,,且传送带足够长;

(4)图(D)中,小球A和B质量分别为,其间用轻绳相连,静止于球面C上.

 

图中的各图中A物所受的摩擦力分别为:(1)图(A)中,A物块只受D的静摩擦力,方向竖直向上.(2)图(B)中,A物不受摩擦力作用,即当向上提起A筒时,三个小球状态不变.(3)图(C)中,A先受B的滑动摩擦力,水平向右;A与B同速后,摩擦力不再存在.(4)图(D)中:讨论三种情况.①A与B各自沿球面下滑力恰相等时(),A既无上滑趋势也无下滑趋势,故A与球面C间不存在摩擦作用.②当A沿球面向下滑的力大于B沿球面向下滑的力(),A将有沿球面下滑趋势,所受静摩擦力沿球面的切线向上.③当A沿球面向下滑的力小于B沿球面向下滑的力时,恰与②相反,A受静摩擦力沿球面的切线向下.

  


解析:

正确进行判定就必须熟练掌握和使用摩擦力产生的条件.其条件是:物体接触面粗糙;物体间有接触形变,即有弹力作用;沿接触面有相对运动或有相对运动趋势.上述条件缺一不可.摩擦力方向总跟接触面相切,并且跟物体的相对运动或相对运动趋势相反.

(1)(A)图,很显然属于静摩擦问题.A,B,C,D相对地面都有竖直向下的运动趋势,但由于A和B位置对称,故它们之间却并不存在相对运动趋势,即A与B间不会产生摩擦力.

(2)图(B)中,由于A筒与三个小球间只是接触并没有挤压作用(撤去A筒也不会破坏小球的状态),不具备产生摩擦力的条件.

(3)图(C)中,v1>v2,在A刚刚滑上B的开始一段运动中,A与B之间存在相对运动,故A,B之间存在滑动摩擦力.由于A相对B运动向左,所以B给A的摩擦力沿水平向右.由于传送带足够长,经一段运动后,A的速度必会增大至与B相等,此后A与B之间将不会再发生摩擦作用.

(4)图(D)中,关于A相对于C球的运动趋势,有三种可能:①恰好没有滑动趋势;②A有沿球面向上滑动趋势;③A有沿球面向下的滑动趋势,故摩擦力也有三种可能.

 

图中的各图中A物所受的摩擦力分别为:(1)图(A)中,A物块只受D的静摩擦力,方向竖直向上.(2)图(B)中,A物不受摩擦力作用,即当向上提起A筒时,三个小球状态不变.(3)图(C)中,A先受B的滑动摩擦力,水平向右;A与B同速后,摩擦力不再存在.(4)图(D)中:讨论三种情况.①A与B各自沿球面下滑力恰相等时(),A既无上滑趋势也无下滑趋势,故A与球面C间不存在摩擦作用.②当A沿球面向下滑的力大于B沿球面向下滑的力(),A将有沿球面下滑趋势,所受静摩擦力沿球面的切线向上.③当A沿球面向下滑的力小于B沿球面向下滑的力时,恰与②相反,A受静摩擦力沿球面的切线向下.

练习册系列答案
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(1)在做“用电流表和电压表测一节干电池的电动势和内电阻”实验时:
①某同学连接的实物图如图1所示.但当开关闭合时发现电压表有示数而电流表没有示数,实验前仪器都检查过是好的,也就是说只可能是某根连接导线断了.那么,请你分析一下,可能发生断路故障的导线是
2、5、6
2、5、6
(写出所有可能断的导线的编号).
②某同学在实验时对该电路作了改进,其方法是:加接了一个定值电阻R0,如图2所示.他加接此电阻的作用是
防止变阻器电阻过小时,电池被短路或电流表被烧坏
防止变阻器电阻过小时,电池被短路或电流表被烧坏

(2)与打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体通过时的挡光时间.

为了测定两张纸之间的动摩擦因数,某同学利用光电计时器设计了一个实验:如右图所示,在小铁块A和木板B上贴上待测的纸,木板B水平固定,铅锤通过细线和小铁块相连.1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出.释放铅锤,让小铁块在木板上加速运动,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为2.0×10-2s和0.5×10-2s.用游标卡尺测量小铁块的宽度d如下图所示.

①读出小铁块的宽度d=
2.015
2.015
cm.
②铁块通过光电门l的速度v1=
1.01
1.01
m/s,铁块通过光电门2的速度v2=
4.03
4.03
 m/s.(计算结果保留3位有效数字)
③已知当地的重力加速度为g,为完成测量,除了测量v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量有(用文字说明并用字母表示)
铁块的质量m、铅锤的质量M
铁块的质量m、铅锤的质量M

④用③中各量求解动摩擦因数的表达式:μ=
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
(用字母表示).
(1)某同学用多用电表测一电阻的阻值.该同学使用的是多用电表的“×10”欧姆挡,多用电表指针指到如图所示位置,则测得该电阻的阻值为
200
200
Ω.
(2)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,使用的小灯泡为“6V,3W”,其它提供如下器材:
电压表V1(量程6V,内阻20kΩ)
电流表A1(量程3A,内阻0.2Ω)
电流表A2(量程0.6A,内阻1Ω)
滑动变阻器R1(0~1000Ω  0.5A)
滑动变阻器R2(0~10Ω  2A)
学生电源E(6~8V)
电键S、导线若干
①实验中要求在电压表0~6V范围内读取并记录多组不同的电压值U和对应的电流值I,以便作出小灯泡伏安特性曲线,则在上述器材中,电流表应选用
A2
A2
,变阻器应选用
R2
R2

②在虚线方框中画出此实验的电路图.
(3)某学习小组的同学在用打点计时器探究物体的加速度与物体的质量之间的关系实验中,不改变拉力,只改变物体的质量,得到了如下表所示的几组数据,其中第3组数据还未算出加速度,但对应该组已打出了纸带,如图所示,图中各点为选出的计数点(两相邻计数点间还有4个打点未标出)
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 0.97~1.01 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请利用下图的坐标纸建立合适的坐标系,将表中各组数据用小黑点描在坐标纸上,并将描绘的坐标点连成图线.
②分析图线得出的结论是:
在拉力一定时,物体的加速度与质量成反比(与质量的倒数成正比)
在拉力一定时,物体的加速度与质量成反比(与质量的倒数成正比)

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