题目内容

18.如图所示,截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上,其倾角θ=37°.现有一质量m=1.0kg的滑块沿斜面由静止下滑,经时间0.40s沿斜面运动了0.28m,且该过程中木块处于静止状态.重力加速度g取10m/s2,求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)滑块滑行过程中受到的摩擦力大小;
(2)滑块在斜面上滑行的过程中木块受到地面的摩擦力大小及方向.

分析 (1)根据匀变速直线运动的位移时间公式求出滑块的加速度,根据牛顿第二定律求出滑块在运动过程中受到的摩擦力大小.
(2)对整体分析,根据牛顿第二定律运用正交分解法求解地面对木楔的摩擦力的大小和方向.

解答 解:(1)根据x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$得,加速度a=$\frac{2x}{{t}^{2}}=\frac{2×0.28}{0.4{0}^{2}}=3.5m/{s}^{2}$,
根据牛顿第二定律得,mgsinθ-f=ma
代入数据解得f=2.5N.
(2)以物块和斜面整体为研究对象,作出力图如图.
根据牛顿第二定律得,地面对木楔的摩擦力的大小:
f=macosθ=1×3.5×0.8=2.8N.
方向水平向左
答:(1)滑块滑行过程中受到的摩擦力大小为2.5N;
(2)滑块在斜面上滑行过程中木块受到地面的摩擦力大小为2.8N,水平向左

点评 本题的解法是对加速度不同的两个物体用整体法,中学用得较少.常用方法是隔离木楔ABC研究,分析受力,根据平衡求解地面对木楔的摩擦力的大小和方向.

练习册系列答案
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6.某学习小组要探究导电溶液的电阻在体积相同时,电阻值与长度的关系.选取一根乳胶管,里面灌满了稀盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的圆柱形盐水柱.进行了如下实验:

①用多用电表粗测盐水的电阻:该小组首先选用“×100”欧姆挡,其阻值如图(甲)中指针a所示,为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用×1000(选填“×10”或“×1000”)欧姆挡;
改换选择开关后,若测得阻值如图(甲)中指针b所示,则Rx的阻值大约是6000Ω;
②现采用伏安法测盐水柱Rx的电阻,有如下实验器材:
A.锂电池(电动势标E称值为3.7V)
B.电压表V(量程4V,RV约为4.0kΩ)
C.电流表A1(量程100mA,RA1约为5Ω)
D.电流表A2(量程2mA,RA2约为50Ω)
E.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流为1A)
F.开关S一只,导线若干
为了测定盐水柱Rx的阻值,该小组同学实验时电流表应该选择A2(填A1或A2).
③为探究导电溶液的电阻在体积V相同时,电阻值R与长度L的关系.该小组同学通过握住乳胶管两端把它均匀拉长改变长度,多次实验测得稀盐水柱长度L和电阻R的数据.为了定量研究电阻R与长度L的关系,该小组用纵坐标表示电阻R,作出了如图(乙)所示的图线,你认为横坐标表示的物理量是L2.(选填L、$\frac{1}{L}$、L2或$\frac{1}{{L}^{2}}$)

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