题目内容
17.(1)要使书相对于黑板刷运动,求所需拉力的大小满足的条件?
(2)若要人眼感知黑板刷有明显移动,黑板刷(可视为质点)移动的距离必须超过4cm(相对于地面),已知书的长度L=10cm,书的厚度不计,求所需的拉力满足的条件.
(提示:m1与m2分离后,m1将继续运动)
分析 (1)对书和刷子做受力分析,由牛顿第二定律分别求出数和刷子的加速度表达式,要使书相对于黑板刷运动,应使刷子的加速度大于书的加速度;
(2)满足的条件是在书黑板刷相对数落后移动10cm的过程,相对于地面的位移超过4cm,由牛顿第二定律结合运动学公式求解.
解答 解:(1)对书和刷子做受力分析,由牛顿第二定律得刷子加速度为:
a1=$\frac{μmg}{m}$=μg
书本加速度为:
a2=$\frac{F-μmg-μ2mg}{m}$=$\frac{F-3μmg}{m}$
依题意:a2>a1
解得:F>4μmg=1.2N
(2)设经时间t刷子落到桌面上,
书本的位移:x=$\frac{1}{2}$a2t2
刷子的位移:d1=$\frac{1}{2}$a1t2
相对位移:L=x-d1
刷子在桌子上匀减速运动,加速度大小为:a3=μg=a1
在桌子上滑行距离:d2=d1
依题意:d=d2+d1
联立得:a2=($\frac{2L}{a}$+1)a1=($\frac{2×0.01}{0.04}$+1)×0.3×10=18m/s2
对书本由牛顿第二定律得:F-μmg-μ•2mg=ma2
F=ma2+3μmg=2.7N
所需拉力:1.2<F<2.7N
答:(1)要使书相对于黑板刷运动,所需拉力的大小满足F>1.2N;
(2)若要人眼感知黑板刷有明显移动,黑板刷(可视为质点)移动的距离必须超过4cm(相对于地面),所需的拉力满足的条件1.2N<F<2.7N.
点评 本题属于连接体问题,采用隔离法受力分析,列牛顿第二定律方程时一定要明确研究对象,选取哪个物体为研究对象,F=ma中的m指哪个物体的加速度.
练习册系列答案
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8.
如图所示,小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动,到达最高点B后返回A,C为AB的中点.下列说法中错误的是( )
| A. | 小球从A出发到返回A的过程中,位移为零,外力做功为零 | |
| B. | 小球从A到C与从C到B的过程,减少的动能相等 | |
| C. | 小球从A到C与从C到B的过程,速度的变化率相等 | |
| D. | 小球从A到C与从C到B的过程,损失的机械能相等 |
5.在研究物体的运动时,下列物体中可以当作质点处理的是( )
| A. | 为提高乒乓球运动员球技时,可将运动员作为质点来处理 | |
| B. | 在大海中航行的船,要确定它在大海的位置时,可以把它当作质点来处理 | |
| C. | 研究杂技演员在走钢丝的表演时,杂技演员可以当作质点来处理 | |
| D. | 研究地球的自转运动时,地球可以当作质点来处理 |
2.将力F分解成F1和F2,若已知F1的大小和F2与F的夹角(θ为锐角),则( )
| A. | 当F1>Fsin θ时,有两解 | B. | 当F1=Fsin θ时,一解 | ||
| C. | 当Fsin θ<F1<F时,有两解 | D. | 当F1<Fsin θ时,无解 |
6.
如图所示:两平行极板间的电压为U,一质量为m、带电量为+q的微粒,从静止开始,仅在电场力的作用下从带正电的极板运动到另一极板,则带电微粒到达另一极板时的速度v为( )
| A. | v=$\frac{2qU}{m}$ | B. | v=$\frac{qU}{m}$ | C. | v=$\sqrt{\frac{2qU}{m}}$ | D. | v=$\sqrt{\frac{qU}{m}}$ |
7.关于平均速度、瞬时速度叙述正确的是( )
| A. | 直线运动位移与时间的比值是瞬时速度 | |
| B. | 路程与时间的比值等于平均速度 | |
| C. | 对于变速运动不同时间段内平均速度一定不相等 | |
| D. | 瞬时速度可理解为时间趋于零时的平均速度 |