题目内容

7.如图所示,楼梯口一倾斜的天花板与水平地面成θ=37°,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板,工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,使刷子沿天花板以a=2m/s2的加速度向上运动.刷子的质量为m=0.5kg,刷子可视为质点,刷子与板间的动摩擦因数μ=0.5,已知sin 37°=0.6,g取10m/s2,试求工人所加的外力F是多大?

分析 画出刷子的受力图,刷子匀速运动则受力平衡,做出正交轴,列平衡方程联立求解即可.

解答 解:对刷子进行受力分析,正交分解,如图所示,
由于刷子匀加速运动,列方程可得:
Fsinθ-mgsinθ-f=ma
Mgcosθ+FN=Fcosθ
f=μFN
联立可得:F=10N
答:工人所加的外力F是10N.

点评 本题考查了共点力平衡的条件,关键是画图,建立正交轴,难度不大,属于基础题.

练习册系列答案
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15.某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图1所示.已知小车质量M=214.6g,砝码盘质量m0=7.8g,打点计时器所使用的交流电频率为f=50Hz.其实验步骤是
A.按图1所示安装好实验装置;
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;
D.将小车置于打点计时器旁,先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度a;
E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量,重复A、B、C、D步骤,求得小车在不同合外力F作用下的加速度.
回答下列问题:
(1)按上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?否(填“是”或“否”).
(2)实验中打出的其中一条纸带如图2所示,由该纸带可求得小车的加速度a=0.88 m/s2
(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表:
次数12345
砝码盘中砝码
的重力F/N
0.100.200.290.390.49
小车的加速度
a/(m•s-2
0.881.441.842.382.89
他根据表中的数据画出a-F图象(如图3).造成图线不过原点的最主要原因是在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力,从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力,其大小为0.08N.

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