题目内容

20.如图,在光滑地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动.小车质量是M,木块质量是m,力大小是F,加速度大小是a,木块和小车之间动摩擦因数是μ.则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是(  )
A.$\frac{mF}{M+m}$B.MaC.μmgD.μ(M+m)g

分析 由于小车和木块一起作无相对滑动的加速运动,所以小车和木块的加速度大小相同,对小车和木块受力分析,根据牛顿第二定律可以求得摩擦力的大小.

解答 解:先对整体受力分析,受重力、支持力和拉力,根据牛顿第二定律,有:
F=(M+m)a      ①
再对物体m受力分析,受重力、支持力和向前的静摩擦力,根据牛顿第二定律,有:
f=ma        ②
由①②联立解得:f=ma=$\frac{mF}{M+m}$,故BCD错误,A正确;
故选:A.

点评 当分析多个物体的受力、运动情况时,通常可以采用整体法和隔离法,用整体法可以求得系统的加速度的大小,再用隔离法可以求物体之间的作用的大小.

练习册系列答案
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12.某实验小组设计如图(a)所示的装置来探究加速度与力和质量的关系.通过改变小托盘和砝码总质量来改变小车受到的合外力,通过加减钩码来改变小车的总质量.
(1)在本实验中采用的科学方法是C(填正确答案标号).

A.理想实验法    B.等效替代法    C.控制变量法    D.实验推理法
(2)实验中为使小托盘和砝码的总重力近似等于小车所受拉力,则小托盘和砝码的总质量m与小车和钩码的总质量M应该满足的关系为m<<M.
(3)如图(b)所示为本实验中得到的一条清晰纸带,已知实验中使用的打点计时器打点频率为50Hz,则这个加速度大小a=0.16$m/{s}_{\;}^{2}$.
(4)保持小车及车里钩码的总质量不变,改变小托盘和砝码的总质量,经过6次实验,获得了6组对应的数据,在坐标纸上描点、画线,得到如图(c)所示的图线.发现图线不过原点,经排查发现:并非人为的偶然误差所致,那么你认为出现这种结果的原因可能是小车运动中受到摩擦阻力.根据图线计算出小车和钩码的总质量为0.4kg.
(5)实验小组保持小托盘和砝码总质量不变,改变小车里钩码的质量,重复操作把实验得到的几组数据画成如图(d)所示的图象,为了更直观描述物体的加速度跟其质量的关系,应该建议他改画成a和$\frac{1}{M}$的关系图象.

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