题目内容

11.如甲图所示,斜面倾角为θ=37°,一质量m=7kg的木块恰能沿斜面匀速下滑.若用一水平恒力F作用于木块上,使之沿斜面向上做匀速运动,如乙图所示.已知sin37°=0.6,g=10m/s2.求:
(1)木块与斜面间的动摩擦因数;
(2)恒力F的大小.

分析 木块受重力,斜面支持力,摩擦力,先由木块不受推力时可以匀速下滑,列沿斜面的平衡方程,可以得到摩擦因数.进而在对受推力作用下的匀速运动,列受力平衡方程,联立沿斜面和垂直斜面的平衡方程可以解得推力F.

解答 解:设物体与斜面间的动摩擦因数μ,第一次匀速下滑,受力分析如图所示,

则mgsinθ-μmgcosθ=0
解得:μ=tanθ=0.75
第二次在水平恒力F的作用下匀速向上运动,受力分析如图,

则沿斜面方向有:Fcosθ-mgsinθ-μFN=0
垂直斜面方向有:FN-mgcosθ-Fsinθ=0
解得:F=240N
答:(1)木块与斜面间的动摩擦因数为0.75;
(2)此恒力F的大小为240N.

点评 本题主要是解决摩擦因数,依据题目的提示,其在不受推力时能匀速运动,由此就可以得到摩擦因数.

练习册系列答案
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2.如图(1)所示,质量为M的滑块A放在气垫导轨B上,C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间(s-t)图象和速率-时间(v-t)图象.整个装置置于高度可调节的斜面上,斜面的长度为l、高度为h.

(1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度,A的v-t图象如图(2)所示.从v-t图线可得滑块A上滑时的加速度大小a=7.5m/s2,摩擦力对滑块A运动的影响不明显可忽略.(选填“比较明显,不能忽略”或“不明显可忽略”)
(2)此装置还可用来验证牛顿第二定律.①实验时在保持滑块质量一定的情况下,通过改变斜面高度h(选填“滑块初速度v”或“斜面高度h”),来验证加速度与力成正比的关系;
②在验证力一定的情况下,加速度与质量成反比的关系时,为了保持滑块所受的合力不变,在改变滑块质量M时必须调节气垫导轨右端的高度h(见图(1)).关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是B
A.M增大(或减小)时,必须增大(或减小)h,且保持$\frac{M}{h}$不变
B.M增大(或减小)时,必须减小(或增大)h,以保持M•h不变
(3)将气垫导轨转换成滑板,滑块A换成滑块A′,给滑块A′一沿滑板向上的初速度,A′的s-t图线如图(3)所示.图线不对称是由于滑动摩擦力造成的,由图线可知滑块上滑的最大位移的大小smax=0.64m,可求得滑块上滑时初速度v0′=3.2m/s.

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