题目内容

10.如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块,其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为FT.现用水平拉力F拉质量为3m的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是(  )
A.质量为2m的木块受到五个力的作用
B.当F逐渐增大到FT时,轻绳刚好被拉断
C.当F逐渐增大到1.5FT时,轻绳还不会被拉断
D.当轻绳刚要被拉断时,质量为m和2m的木块间的摩擦力为FT

分析 三个木块以同一加速度做加速运动,采用隔离法分析2m可得出其受力的个数;再对整体分析可得出整体的加速度与力的关系;再以后面两个物体为研究对象可得出拉力与加速度的关系,则可分析得出F与T的关系.

解答 解:A、质量为2m的木块受到重力、质量为m的木块的压力、m对其向后的静摩擦力、轻绳的拉力和地面的支持力五个力的作用,故A正确;
B、对三个木块整体,由牛顿第二定律可得:a=$\frac{F}{6m}$,隔离后面的组合体,由牛顿第二定律可得,轻绳中拉力为 F′=3ma=$\frac{1}{2}$F.
由此可知,当F逐渐增大到FT时,轻绳中拉力等于$\frac{1}{2}$FT<FT,即小于轻绳能承受的最大拉力为FT,轻绳还没有被拉断.故B错误;
C、由上式得:当F逐渐增大到1.5FT时,a=$\frac{{F}_{T}}{4m}$,轻绳中拉力F′=3ma=$\frac{3}{4}$FT<FT,轻绳还不会被拉断.故C正确;
D、轻绳刚要被拉断时,轻绳的拉力刚好为FT,后面两个木块的加速度a′=$\frac{{F}_{T}}{3m}$,对质量为m木块研究,由牛顿第二定律得,摩擦力为:f=ma′=$\frac{1}{3}$FT,故D错误.
故选:AC.

点评 本题是连接体问题,关键在于研究对象的选择,以及正确的受力分析,再由整体法与隔离法求解拉力之间的关系.

练习册系列答案
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18.(1)在“测定金属的电阻率”的实验中,由于金属丝直径很小,不能使用普通刻度尺,应使用螺旋测微器.螺旋测微器的精确度为0.01 mm,用螺旋测微器测量某金属丝直径时的刻度位置如图1所示,从图中读出金属丝的直径为0.641mm.
(2)如果测出金属丝接入电路的长度l、直径d和金属丝接入电路时的电流I和其两端的电压U,就可求出金属丝的电阻率.用以上实验中直接测出的物理量来表示电阻率,其表达式为ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4Il}$.
(3)在此实验中,金属丝的电阻大约为4Ω,在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测电阻丝外,选用了如下实验器材:
A.直流电源:电动势约4.5V,内阻不计;
B.电流表A:量程0~0.6A,内阻约0.125Ω;
C.电压表V:量程0~3V,内阻约3kΩ;
D.滑动变阻器R:最大阻值10Ω;
E.开关、导线等.
在如图2可供选择的实验电路中,应该选图甲(填“甲”或“乙”),选择的接法为外接法(填“内”或“外”),此接法测得的电阻值将小于(填“大于”、“小于”或“等于”)被测电阻的实际阻值.

(4)根据所选实验电路图,在图3实物图中完成其余的连线.在闭合开关S前,滑动变阻器的滑片应置在最左(填“最左”或“最右”)端.
(5)根据所选量程,某次实验两电表的示数如图4,则读数分别为0.70V和11.5A.

(6)若某次实验测得接入电路金属丝的长度为0.810m,算出金属丝的横截面积为0.81×10-6m2,根据伏安法测出电阻丝的电阻为4.1Ω,则这种金属材料的电阻率为4.1×10-6Ω•m(保留二位有效数字).

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