题目内容

2.如图,水平细杆上套有一质量为M的小环A,用轻绳将质量为m=1.0kg的小球B与A相连,B受到始终与水平成53o角的风力作用,与A一起向右匀速运动,此时轻绳与水平方向的夹角为37o,运动过程中B球始终在水平细杆的正下方,且与A的相对位置不变.已知细杆与环A间的动摩擦因数为μ=$\frac{1}{3}$,(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)B对绳子的拉力大小
(2)A环的质量.

分析 (1)先对B球受力分析,受重力、风力和细线的拉力,根据平衡条件求解出细线的拉力和风力;
(2)然后对环研究,受重力、细线的拉力、支持力和滑动摩擦力,根据平衡条件并结合正交分解法列式求解.

解答 解:(1)对小球B受力分析如图,得:

FT=mgsin37°   
代入数据解得:FT=6.0N    
(2)环A做匀速直线运动,受力如图,有:
FTcos37°-f=0   
FN=Mg+FTsin37°
又:f=μFN
代入数据解得:M=1.08kg 
答:(1)B对绳子的拉力大小是6.0N;
(2)A环的质量是1.08kg.

点评 本题关键灵活地选择研究对象,然后根据共点力平衡条件列式求解出各个力,不难.

练习册系列答案
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2.像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.如图乙所示,气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.某实验小组利用如图乙所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.实验前要调整气垫导轨底座使之水平,用游标卡尺测得遮光条的宽度为d,实验时滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t

(1)某同学用游标卡尺测得遮光条(图丙)的宽度d=0.540cm
(2)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门所花时间为△t=1.2×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为0.45(用游标卡尺的测量结果计算)m/s.
(3)在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、滑块上的遮光条初位置到光电门的距离S和滑块的质量M(用文字说明并用相应的字母表示).
(4)本实验,重力势能的改变量mgS,动能的改变量$\frac{1}{2}(M+m)(\frac{d}{△t})_{\;}^{2}$(用测量的物理量符号表示),通过比较在实验误差允许的范围内二者相等,从而验证了系统的机械能守恒.

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