题目内容

4.如图所示,A、B两物体的质量分别为m和3m,中间用轻弹簧相连,A、B两物体与水平面间的动摩擦因数均为μ,在水平推力F作用下,A、B一起以加速度a向右做匀加速直线运动.当突然撤去推力F的瞬间,A、B两物体的加速度大小分别为(  )
A.3a、aB.3(a+μg)、a+μgC.3a+4μg、aD.a、2a+3μg

分析 分析B的受力,可以求出弹簧的弹力,撤去F的瞬间弹簧的弹力不变,分别对A、B进行受力分析,根据牛顿第二定律即可求解.

解答 解:对B有:F-3μmg=3ma
F=3μmg+3ma
当突然撤去推力F的瞬间,对A受力分析有:
F+μmg=ma′
解得a′=3a+4μg
B受到弹力和滑动摩擦力的作用,撤去F的瞬间弹簧的弹力不变,所以B的加速度不变,仍为a,故C正确
故选:C

点评 采用整体法求物体的共同加速度,再用隔离法求各个物体受到的力的大小,这是求多个物体受力时的一般步骤.

练习册系列答案
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12.某实验小组设计如图(a)所示的装置来探究加速度与力和质量的关系.通过改变小托盘和砝码总质量来改变小车受到的合外力,通过加减钩码来改变小车的总质量.
(1)在本实验中采用的科学方法是C(填正确答案标号).

A.理想实验法    B.等效替代法    C.控制变量法    D.实验推理法
(2)实验中为使小托盘和砝码的总重力近似等于小车所受拉力,则小托盘和砝码的总质量m与小车和钩码的总质量M应该满足的关系为m<<M.
(3)如图(b)所示为本实验中得到的一条清晰纸带,已知实验中使用的打点计时器打点频率为50Hz,则这个加速度大小a=0.16$m/{s}_{\;}^{2}$.
(4)保持小车及车里钩码的总质量不变,改变小托盘和砝码的总质量,经过6次实验,获得了6组对应的数据,在坐标纸上描点、画线,得到如图(c)所示的图线.发现图线不过原点,经排查发现:并非人为的偶然误差所致,那么你认为出现这种结果的原因可能是小车运动中受到摩擦阻力.根据图线计算出小车和钩码的总质量为0.4kg.
(5)实验小组保持小托盘和砝码总质量不变,改变小车里钩码的质量,重复操作把实验得到的几组数据画成如图(d)所示的图象,为了更直观描述物体的加速度跟其质量的关系,应该建议他改画成a和$\frac{1}{M}$的关系图象.

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