题目内容

10.如图所示,叠放在一起的两物体A、B,质量分别为m和M,在作用于B的大小为F的水平拉力作用下沿水平面向右做匀速直线运动.若只将水平拉力的大小变为$\frac{2}{3}$F后,A、B两物体仍相对静止,则此后最初一段时间里A物体所受的摩擦力大小为$\frac{mF}{3(M+m)}$,方向向左.

分析 根据共点力平衡求出B与地面间的摩擦力,拉力减小后,根据牛顿第二定律求出整体的加速度,隔离对A分析,根据牛顿第二定律求出摩擦力的大小和方向.

解答 解:开始A、B整体一起做匀速直线运动,根据平衡有:f=F,
将水平拉力的大小变为$\frac{2}{3}$F后,整体的加速度大小a=$\frac{f-\frac{2}{3}F}{M+m}=\frac{\frac{1}{3}F}{M+m}$,方向向左,
隔离对A分析,根据牛顿第二定律得,${f}_{A}=ma=\frac{mF}{3(M+m)}$,方向向左.
故答案为:$\frac{mF}{3(M+m)}$,向左.

点评 解决本题的关键知道A、B减速时具有相同的加速度,结合牛顿第二定律进行求解,掌握整体法和隔离法的灵活运用.

练习册系列答案
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3.某同学设计了一个探究加速度与物体所受合外力F及质量M的关系实验.图为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶(总质量为m),D为一端带有定滑轮的长木板.
(1)下列做法正确的是AD(填字母代号).
A.调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行
B.在调节长木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C.为使沙桶及桶内沙的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,应满足的条件是沙桶及桶内沙的总质量远大于小车和小车上砝码的总质量.
D.通过增减小车上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度
E.实验时,先放开小车再接通打点计时器的电源
F.在这个实验中,为了探究两个物理量之间的关系,要保持第三个物理量不变,这种探究方法叫做等效法
(2)若保持砂和砂桶质量m不变,改变小车质量M,分别得到小车加速度a与质量M及对应的1/M数据如下表所示.
次数12345
小车加速度a/(m•s-21.981.481.000.670.50
小车质量M/kg0.250.330.500.751.00
质量倒数1/M/kg-14.003.002.001.331.00
根据表中数据,为直观反映F不变时a与M的关系,请在图所示的方格坐标纸中选择恰当的物理量建立坐标系,并作出图线.从图线中得到F不变时,小车加速度a与质量M之间存在的关系是a与M成反比.
(3)某同学在探究a与F的关系时,把砂和砂桶的总重力当作小车的合外力F,作出a-F图线如图所示,试分析图线不过原点的原因是平衡摩擦力时木板倾角太大,图线上部弯曲的原因是没有满足砂和砂桶的总质量远小于小车质量M.

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