题目内容
16.如图(a),所示,一木块放在光滑水平地面上.木块的AB段表面水平且粗糙,与水平面夹角为37°的表面BC光滑.木块右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器,当力传感器受压时示数为正值,被拉时示数为负值.t=0时,一个可视为质点的滑块从c点由静止开始下滑,到A点离开木块,不计在B处因碰撞造成的能量损失.在运动过程中,传感器记录到的力和时间的关系如图(b)所示.求:(1)木块滑到斜面底端B点的速度大小;
(2)滑块的质量及滑块与木块间的动摩擦因数.
分析 (1)根据牛顿第二定律求出物体在BC段的加速度,结合运动的时间,根据速度时间公式求出木块滑到斜面底端B的速度大小.
(2)对压力进行分解,结合传感器的示数求出物体的质量,根据在水平面上所受的摩擦力,求出动摩擦因数.
解答 解:(1)分析滑块受力,![]()
由牛顿第二定律得:
得BC段加速度为:a1=gsinθ=6m/s2
通过图象可知滑块在斜面上运动时间为:t1=1s,
则木块滑动斜面底端B点的速度vB=a1t1=6×1m/s=6m/s.
(2)滑块对斜面的压力为:N1′=mgcosθ
木板对传感器的压力为:F1=N1′sinθ
由图象可知:F1=12N
代入数据解得:m=2.5kg
由图象可知物体在水平面上受到的摩擦力f1=5N,
则动摩擦因数$μ=\frac{{f}_{1}}{mg}=\frac{5}{25}=0.2$.
答:(1)木块滑到斜面底端B点的速度大小为6m/s.
(2)滑块的质量为2.5kg,滑块与木块间的动摩擦因数为0.2.
点评 本题要读懂F-t图象,分析滑块的受力情况和运动情况,关键要抓住木板对传感器的压力与滑块对斜面BC压力的关系.
练习册系列答案
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7.
两个分别用长为l的绝缘细线悬挂于同一点的相同球形导体a和b,带有同种等量电荷(可视为点电荷).由于静电斥力,它们之间的距离为l,如图所示.已知每个球的质量均为m,重力加速度为g,静电力常量为k.则( )
| A. | b球所受到的静电力F=$\frac{\sqrt{3}}{3}$mg | B. | b球所带电荷量q=$\sqrt{\frac{3mg}{k}}$l | ||
| C. | a球所受到的静电力F=$\sqrt{3}$mg | D. | a球所带电荷量q=$\sqrt{\frac{\sqrt{3}mg}{3k}l}$ |
6.
在救援行动中千斤顶发挥了很大作用,如图所示是剪式千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将物体顶起;若物体对千斤顶的压力为1.0×105N,此时千斤顶两臂间的夹角为120°,则下列判断正确的是( )
| A. | 此时两臂受到的压力大小均为5.0×104N | |
| B. | 此时千斤顶对物体的支持力为2.0×105N | |
| C. | 若继续摇动把手,将物体顶起,两臂受到的压力将增大 | |
| D. | 若继续摇动把手,将物体顶起,两臂受到的压力将减小 |