题目内容

3．如图所示，在水平地面上有一长L=0.5m、质量M=1.2kg的木板，木板上有一可看做质点的铁块，铁块质量m=0.8kg．若M、m间的动摩擦因数μ1=0.3，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2，各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，现作用一水平恒力F在长木板上．
（1）若m、M一起匀速运动，则F多大？
（2）若在运动过程中保持m、M相对静止，则力F的最大值是多少？
（3）若从静止开始用F1=11.2N的力拉动木板，则铁块的加速度是多大？经多长时间铁块从木板上脱离？

分析 （1）用整体法根据平衡求两者一起运动时拉力F的大小；
（2）铁块在摩擦力作用下能产生的最大加速度，再根据整体求在此加速度下拉力F的最大值．
（3）拉力为11.2N时两物体发生了相对滑动，分别根据牛顿第二定律可求得各自的加速度，再根据位移关系即可求得脱离的时间．

解答 解：（1）m、M一起匀速运动，在水平方向对m、M有：F=μ2（M+m）g　
解得F=4N．　
（2）当m、M间有最大静摩擦力时，F最大　
对m，由牛顿第二定律得：μ1mg=ma　
对m、M，由牛顿第二定律得：F-μ2（M+m）g=（M+m）a　
联立解得 F=10N．　
（3）F1=11.2N＞10N，故m、M已相对滑动，设经时间t铁块从木板上脱落
对M，由牛顿第二定律得：F-μ2（M+m）g-μ1mg=Ma2　
解得：a2=4m/s2
对m，由牛顿第二定律得：μ1mg=ma1　
解得a1=3m/s2
当m从M脱落时L=a1t2-a2t2　
代入数据，解得t=1s．　
答：（1）若m、M一起匀速运动，则F为4N；
（2）若在运动过程中保持m、M相对静止，则力F的最大值是10N
（3）若从静止开始用F1=11.2N的力拉动木板，则铁块的加速度是3m/s2；经1s时间铁块从木板上脱离．

点评 解决本题的关键是能灵活运用整体法和隔离法分析连接体的运动问题，注意整体运动时的临界条件的把握，并明确各自的运动过程和受力情况，再各自应用牛顿第二定律进行分析求解，找出相互关系是解题的关键．

练习册系列答案
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13．如图是某同学利用教材提供的方案进行“探究加速度与力、质量的关系”实验时，正要打开夹子时的情况．某同学指出了实验时的几个错误，其说法正确的有（　　）
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B．拉小车的细线应平行桌面
C．实验电源应为交流电电源
D．释放小车前打点计时器应向左移动以靠近小车
14．物理概念的形成和物理规律的得出极大地推动了人类对自然界的研究和认识进程，下列关于物理概念和规律的说法正确的是（　　）
A．牛顿第一定律的利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能够用实验直接验证
B．丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，并总结了右手螺旋定律
C．在研究带电体之间的相互作用时引入了点电荷的概念，只有电荷量很小的带电体才可看成点电荷
D．把电容器的带电量Q与两极板间电压U的比值定义为电容，是基于该比值的大小不取决于Q和U，且它能够反映电容器容纳电荷的本领
11．在地球表面上，除了两极以外，任何物体都要随地球的自转而做匀速圆周运动，当同一物体先后位于a和b两地时，下列表述正确的是（　　）
A．该物体在a、b两地所受合力都指向地心
B．该物体在a、b两地时角速度一样大
C．该物体在b时线速度较小
D．该物体在b时向心加速度较小
18．某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势E和内电阻r．除待测干电池外，实验室可供选择的主要器材有：
A．电流表G：测量范围0～10mA，内电阻未知；
B．电流表A：测量范围0～0.5A，内电阻很小；
C．电阻箱R0：电阻变化范围0～999.9Ω，最小精度0.1Ω；
D．滑动变阻器R：电阻变化范围0～20Ω；
E．开关一个、导线若干．

（1）实验中，首先需将电流表G改装成电压表．该同学采用图1所示的电路测定电流表G的内阻，其主要实验步骤如下，请完成步骤中的填空：
①将R0调到某一设定值，滑动变阻器R的滑动触头移到左端（选填“左端”、“右端”或“任意”）位置，然后闭合开关；
②多次改变R0的大小，反复调节滑动变阻器的滑动触头位置，发现当R0=5.0Ω时，电流表G的示数为10.0mA，电流表A的示数为0.210A，则电流表G的内电阻为100Ω；
（2）用改装成的电压表V和电流表A，采用图2的电路测量电源的电动势和内电阻．根据电压表V的示数U与电流表A的示数I，经描点、连线得到U-I图象如图3所示．根据图象可求得该干电池的电动势E=1.46V；内电阻r=0.920Ω．（保留三位有效数字）．
（3）采用图2的电路测量电源的电动势和内电阻，考虑到有系统误差，那么电动势的测量值偏小，内电阻的测量值偏小．（选填“偏大”“偏小”或“不变”）
8．方芳同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来探究求合力的方法，如图所示，三根橡皮筋在O点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点．在实验中，可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小，并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向，从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法．在实验过程中，下列说法正确的有A． 
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15．关于匀速直线运动，下列说法正确的是（　　）
A．只要每秒位移相同，一定是匀速直线远动
B．匀速直线运动的速度大小和方向都不变
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12．关于弹力的说法错误的是（　　）
A．通常所说的压力、支持力和绳子的拉力都是弹力
B．压力和支持力的方向一定与接触面垂直
C．轻绳上产生的弹力的方向总是在绳所在的直线上
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13．如图，一质点沿直线AB运动，先以速度v从A匀速运动到B，接着以速度2v沿原路返回到A，已知AB间的距离为x，求整个过程的路程和平均速度．

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