(16分)如圖所示,光滑水平面上有一木板,質量M=1.0kg,長度L=1.0m.在木板的最左端有一個小鐵塊(可視為質點),質量m=1.0kg.小鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.30.開始時它們都處于靜止狀態(tài),某時刻起對木板施加一個水平向左的拉力F,g取10m/s2.求:
⑴拉力F至少多大能將木板抽出;
⑵若F=8N將木板抽出,則抽出過程中摩擦力分別對木板和鐵塊做的功.
⑴F>6N;⑵W2=-7.5J,W1=4.5J
解析試題分析:⑴當小鐵塊與木板之間存在相對運動時,設小鐵塊運動的加速度為a1,木板運動的加速度為a2,根據(jù)牛頓第二定律有:μmg=ma1,F(xiàn)-μmg=Ma2
要使木板能從小鐵塊下方抽出,需滿足a2>a1
聯(lián)立以上兩式解得:F>μ(M+m)g=6N
⑵由可知,當F=8N將木板從小鐵塊下方抽出,小鐵塊運動的加速度為:a1=μg=3m/s2
木板運動的加速度為:a2==5m/s2
設抽出過程的時間為t,根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律和空間幾何關系有:-=L
解得:t=1s
所以小鐵塊運動的位移為:x1==1.5m
木板運動的位移為:x2==2.5m
根據(jù)功的定義式可知,摩擦力對小鐵塊做的功為:W1=μmgx1=4.5J
摩擦力對木板做的功為:W2=-μmgx2=-7.5J
考點:本題主要考查了勻變速直線運動規(guī)律、牛頓第二定律、功的定義式的應用問題,屬于中檔題。
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖所示,傾角為370的粗糙斜面的底端有一個質量為1kg的凹形小滑塊,與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25,現(xiàn)小滑塊以某一初速度從斜面的底端上滑,同時在斜面底端正上方有一小球以水平拋出,經過t=0.4s,小球恰好垂直斜面方向落入凹槽,此時,小滑塊還在上滑過程中。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8),g取10m/s2求:
(1)小球以水平拋出的
(2)小滑塊的初速度
(3)0.4s前小滑塊損失的機械能
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
汽車正以的速度在平直公路上前進,突然發(fā)現(xiàn)正前方S處有一輛自行車以的速度作同方向的勻速直線運動,汽車立即關閉油門作勻減速運動,加速度大小為5 ,若汽車恰好不碰上自行車,問:S的大小為多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(18分)如圖所示,一工件置于水平地面上,其AB段為一半徑的光滑圓弧軌道,BC段為一長度的粗糙水平軌道,二者相切于B點,整個軌道位于同一豎直平面內,P點為圓弧軌道上的一個確定點.一可視為質點的物塊,其質量,與BC間的動摩擦因數(shù).工件質量,與地面間的動摩擦因數(shù).(取)
(1)若工件固定,將物塊由P點無初速度釋放,滑至C點時恰好靜止,求P、C兩點間的高度差.
(2)若將一水平恒力作用于工件,使物塊在P點與工件保持相對靜止,一起向左做勻加速直線運動.
①求的大。
②若P、C兩點間的高度差為(1)問所得結果,則當速度時,使工件立刻停止運動(即不考慮減速的時間和位移),物塊飛離圓弧軌道落至BC段,求物塊的落點與B點間的距離.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
體育老師帶領學生做了一個游戲,在直線跑道上距離出發(fā)點32 m、100 m的處分別放有1枚硬幣,游戲規(guī)則是把這2枚硬幣全部撿起來(撿硬幣時,人的速度為0),看誰用的時間最短。已知某同學做勻加速運動和勻減速運動的加速度大小均為2m/s2,運動的最大速度不超過10 m/s。求該同學撿起2枚硬幣所需要的最短時間。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
一輛汽車做直線運動,先以10m/s的速度勻速前進20s,接著以0.8m/s2的加速度勻加速前進求
(1)汽車在30s末的瞬時速度。 (2)汽車在前30s通過的位移。
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(15分)如圖所示,位于水平面內間距為L的光滑平行導軌置于勻強磁場中,磁場的磁感應強度大小為B,方向垂直于導軌所在平面,導軌左端用導線相連,一質量為m、長為L的直導體棒兩端放在導軌上,并與之密接。已知導軌單位長度的電阻為r,導線和導體棒的電阻均忽略不計。從 t=0時刻起,導體棒在平行于導軌的拉力作用下,從導軌最左端由靜止做加速度為a的勻加速運動,求
(1)t時刻導體棒中的電流I和此時回路的電功率P;
(2)t時間內拉力做的功.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,一根光滑絕緣細桿與水平面成α=30°的角傾斜固定.細桿的一部分處在場強方向水平向右的勻強電場中,場強E=2×104N/C.在細桿上套有一個帶電量為q=-1.73×10-5C、質量為m=3×10-2kg的小球.現(xiàn)使小球從細桿的頂端A由靜止開始沿桿滑下,并從B點進入電場,小球在電場中滑至最遠處的C點.已知AB間距離s1=0.4 m,g=10 m/s2.求:
(1)小球在B點的速度vB .
(2)小球進入電場后滑行的最大距離s2 .
(3)小球從A點滑至C點的時間是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
某人從一豎直枯井的井口處靜止釋放一石頭并開始計時,經2.5s聽到石頭落底聲。不計空氣
阻力及聲音傳播的時間,重力加速度。求:
(1)枯井的深度H;
(2)石頭落底前瞬間的速度v;
(3)石頭在落底前最后1s內下落的高度h。
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