题目内容

14.如图所示,斜面上有一质量为m的物块,小物块与斜面间的动摩擦因数为μ,在沿斜面向上的力F的作用下,沿斜面向上做匀速运动,斜面倾角为α,则作用于物块的力F的大小是多少?

分析 对滑块受力分析,受推力F、重力G、支持力N和滑动摩擦力f,根据平衡条件并采用正交分解法列式求解即可.

解答 解:对滑块受力分析,如图所示:

在平行斜面方向,有:F-mgsinα-f=0,
在垂直斜面方向,有:N-mgcosα=0,
其中:f=μN,
联立解得:F=mgsinα+μmgcosα;
答:作用于物块的力F的大小是mgsinα+μmgcosα.

点评 本题是力平衡问题,关键是正确的受力分析,根据平衡条件列式求解.
利用正交分解方法解体的一般步骤:①明确研究对象;②进行受力分析;③建立直角坐标系,建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上,将不在坐标轴上的力正交分解;④x方向,y方向分别列平衡方程求解.

练习册系列答案
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19.图甲为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置示意图,沙和沙桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用沙和沙桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.

(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是B
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在沙和沙桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去沙和沙桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.
C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去沙和沙桶,轻推小车,判断小车是否做匀速运动.
(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是C
A.M=200g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
(3)图乙是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为:SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm、SEF=5.91cm、SFG=6.34cm.已知打点计时器的工作频率为50Hz,则小车的加速度a=0.42m/s2(结果保留2位有效数字).
(4)由本实验得到的数据作出小车的加速度a与沙和沙桶总重力F的关系图象,与本实验相符合的是C
(5)若利用图甲进行实验,在实际情况中,沙和沙桶总重力大小大于(填“大于”、“小于”或“等于”)细线对小车拉力的大小.为了减小误差,要求沙和沙桶总质量m远小于(填“远大于”或“远小于”)小车质量M.某实验小组对本实验的装置进行了改进,他们利用如图丁的装置来进行实验,实验中弹簧测力计的示数等于(填“大于”、“小于”或“等于”)细线对小车拉力的大小.

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