题目内容
3.在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中,特设计了如图甲所示的演示装置,力传感器A与计算机连接,可获得力随时间变化的规律,将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度可使细绳水平),滑块放在较长的小车上,小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部细绳水平),整个装置处于静止状态.实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子,小车一旦运动起来,立即停止倒沙子,若力传感器采集的图象如图乙,则结合该图象,下列说法正确的是( )| A. | 可求出滑块的重力 | |
| B. | 可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力大小 | |
| C. | 可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小 | |
| D. | 可判断第50秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上) |
分析 对滑块进行受力分析,由图象求出传感器对滑块的拉力,由平衡条件求出滑块受到的摩擦力,然后由牛顿第三定律判断小车的受力情况.
解答 解:在整个过程中,滑块受到水平向右的摩擦力f与水平向左的传感器的拉力F,滑块始终静止,处于平衡状态,
由平衡条件得:则f=F;小车与滑块的摩擦力f与滑块对小车的摩擦力f′是作用力与反作用力,由牛顿第三定律得:f′=f,则f′=F;
A、当t=0时,没有向桶中倒沙,G空沙桶=F,由图乙所示图象可知,G空沙桶=F=2N,不能求出滑块的重力,故A错误;
B、当小车运动时,滑块与小车间的摩擦力是滑动摩擦力,由图乙所示图象可知,f=F′=3N,故B正确;
C、当小车由静止刚好开始运动时,滑块与小车间的摩擦力是最大静摩擦力,由图乙所示图象可知,
滑块与小车间的最大静摩擦力fmax=F″=3.5N,故C正确;
D、由图象我们只能知道50s后小车受到的滑动摩擦力是3N,恒定不变,并不知道沙桶对小车的拉力是多少,不知小车所受合力是多少,无法判断小车的运动状态,小车可能做匀速直线运动,也可能做加速直线运动,故D错误;
故选:BC.
点评 本题难度不大,对滑块正确受力分析、应用牛顿的三定律即可正确解题,由图乙所示图象求出传感器拉力大小是正确解题的关键.
练习册系列答案
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14.
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