题目内容
【题目】如图甲所示,有一块木板静止在足够长的粗糙水平面上,木板质量为M=4kg,长为L=1.4m;木块右端放的一小滑块,小滑块质量为m=1kg,可视为质点.现用水平恒力F作用在木板M右端,恒力F取不同数值时,小滑块和木板的加速度分别对应不同数值,两者的a﹣F图象如图乙所示,取g=10m/s2 . 求:
(1)小滑块与木板之间的滑动摩擦因数,以及木板与地面的滑动摩擦因数.
(2)若水平恒力F=27.8N,且始终作用在木板M上,当小滑块m从木板上滑落时,经历的时间为多长
【答案】
(1)
解:由图乙可知,当恒力F≥25N时,小滑块与木板将出现相对滑动,以小滑块为研究对象,根据牛顿第二定律得
μ1mg=ma1
由图知,a1=4m/s2
代入数据解得 μ1=0.4
以木板为研究对象,根据牛顿第二定律有:
F﹣μ1mg﹣μ2(m+M)g=Ma2
则得 a2= F﹣
结合图象可得,﹣ =﹣
代入数据解得 μ2=0.1
(2)
解:设m在M上滑动的时间为t,当水平恒力F=27.8N时,
由(1)知滑块的加速度为 a1=μ1g=4m/s2
而滑块在时间t内的位移为 s1= a1t2.
由(1)可知木板的加速度为 a2=
代入数据解得 a2=4.7m/s2
而木板在时间t内的位移为 s2= a2t2.
由题可知,s1﹣s2=L
代入数据联立解得 t=2s
【解析】(1)由图可知,当恒力F≥25N时,小滑块与木板将出现相对滑动,滑块的加速度,结合牛顿第二定律求出滑块与木板间的动摩擦因数,对木板研究,根据牛顿第二定律得出加速度的表达式,结合图线求出木板与地面间的动摩擦因数.(2)根据牛顿第二定律分别得出滑块和木板的加速度,根据位移之差等于L,结合运动学公式求出经历的时间.
【题目】如图所示,AB是一可升降的竖直支架,支架顶端A处固定一弧形轨道,轨道末端水平.一条形木板的上端铰接于过A的水平转轴上,下端搁在水平地面上.将一小球从弧型轨道某一位置由静止释放,小球落在木板上的某处,测出小球平抛运动的水平射程x和此时木板与水平面的夹角θ,并算出tanθ.改变支架AB的高度,将小球从同一位置释放,重复实验,得到多组x和tanθ,记录的数据如表:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
tanθ | 0.18 | 0.32 | 0.69 | 1.00 | 1.19 | 1.43 |
x/m | 0.035 | 0.065 | 0.140 | 0.160 | 0.240 | 0.290 |
(1)在图(b)的坐标中描点连线,做出x﹣tanθ的关系图象;
(2)根据x﹣tanθ图象可知小球做平抛运动的初速度v0=m/s;实验中发现θ超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面的长度为 m.(重力加速度g取10m/s2);
(3)实验中有一组数据出现明显错误,可能的原因是 .