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13.如图所示,置于光滑水平面上的木块A和B,其质量为mA和mB.当水平力F作用于A左端上时,两木块一起做加速运动,其A、B间相互作用力大小为FN;当水平力F作用于B右端上时,两木块一起做加速度运动,其A、B间相互作用力大小为F′N.则以下判断中正确的是(  )
A.两次木块运动的加速度大小相等B.FN+F′N<F
C.FN+F′N>FD.FN:F′N=mB:mA

分析 采用整体法对两次运动进行受力分析求得合外力即可求得加速度;再应用隔离法根据加速度及物体受力情况得到A、B间的相互作用力.

解答 解:A、A、B一起运动,将其看成一个整体,那么两次运动其所受合外力均为F,所以,由牛顿第二定律可知:两次木块运动的加速度大小相等,故A正确;
BCD、由A可知,加速度$a=\frac{F}{{m}_{A}+{m}_{B}}$,那么F作用在A左端时,对物体B进行受力分析可得:FN=mBa;F作用在B右端时,对物体A进行受力分析可得:FN′=mAa;
所以,FN+FN′=(mA+mB)a=F,FN:FN′=mB:mA,故BC错误,D正确;
故选:AD.

点评 在物体运动学问题中,若多物体一起运动,那么,可采取整体法,忽略物体间相互作用的力,求取合外力.

练习册系列答案
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4.如图甲所示是一个简易的实验装置,同种材料制成的导轨ABC,BC段固定在水平实验台上,AB段可以绕B点在竖直面内转动而调整AB段的倾角θ,B点有一段圆弧顺滑连接AB、BC段.调整好角度θ后,将AB段也固定.

实验一:通过实验测量小滑块与轨道之间的动摩擦因数μ:
(1)将小滑块从倾斜轨道AB段上的E点由静止释放,最终停在水平轨道上G点;保持AB段轨道的倾角θ不变,让滑块多册从同一位置E点静止滑下,取一个平均的G点位置.用刻度尺测量E点离水平轨道的竖直高度为h,E点的竖直投影E′点到G点的水平距离为L.则小滑块与轨道间的动摩擦因数μ为$\frac{h}{L}$.
(2)变换出发点E的位置和AB段轨道的倾角θ,重复多次操作,多次测μ再求平均值.这样做的目的是为了减小偶然(填“系统”或“偶然”)误差.
实验二:通过实验验证碰撞过程中系统的“动量守恒”,步骤如下:
①测出两个滑块的质量m1、m2和两滑块与轨道间的动摩擦因数μ1、μ2
②滑块1从E1点由静止滑下停在G1点的过程中,在水平轨道上找一个F点,用直尺量出F点到G1点的距离L1,如图乙所示;
③滑块2静止放在F点,让滑块1依然从E1点滑下去碰撞滑块2,测出滑块1停止时到F点的距离L1′和滑块2停止时到F点的距离L2′.
(3)若碰撞近似为弹性碰撞,为使滑块1碰后继续向右运动,则要求m1大于m2(填“大于”“小于”或“等于”).
(4)为了验证该碰撞过程系统的动量守恒,只需要验证等式m1$\sqrt{{μ}_{1}{L}_{1}}$=m1$\sqrt{{μ}_{1}L{′}_{1}}$+m2$\sqrt{{μ}_{2}L{′}_{2}}$(用m1、m2、μ1、μ2、L1、L1′、L2′表示)在误差允许的范围内成立即可.

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