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在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量为m=1kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,如图所示,此时小球处于静止平衡状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,取g=10m/s2,求:
(1)此时轻弹簧的弹力大小
(2)小球的加速度大小和方向.

解:(1)水平面对小球的弹力为零,小球在绳没有断时受到绳的拉力F、重力mg和弹簧的弹力T作用而处于平衡状态,如图所示:

由平衡条件得:
竖直方向:Fcosθ=mg
水平方向:Fsinθ=T
解得:T=mgtanθ=10N
当剪断轻绳瞬间弹簧的弹力大小不变,仍为10N;
(2)剪断轻绳后小球在竖直方向仍平衡,
水平面支持力与重力平衡:N=mg
由牛顿第二定律得:T-μN=ma
解得:a=8m/s2 方向向左.
答:(1)此时轻弹簧的弹力大小为10N;
(2)小球的加速度大小为8m/s2,方向向左.
分析:先分析剪断轻绳前弹簧的弹力和轻绳的拉力大小,再研究剪断轻绳瞬间,抓住弹簧的弹力没有变化,求解小球的合力,由牛顿第二定律求出小球的加速度的大小和方向.
点评:本题是瞬时问题,先分析剪断轻绳前小球的受力情况,再分析剪断轻绳瞬间的受力情况,再根据牛顿第二定律求解瞬间的加速度.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?上海模拟)在动摩擦因数μ=0.2的粗糙绝缘足够长的水平滑漕中,长为2L的绝缘轻质细杆两端各连接一个质量均为m的带电小球A和B,如图为俯视图(槽两侧光滑).A球的电荷量为+2q,B球的电荷量为-3q(均可视为质点,也不考虑两者间相互作用的库仑力).现让A处于如图所示的有界匀强电场区域MPQN内,已知虚线MP恰位于细杆的中垂线,MP和NQ的距离为3L,匀强电场的场强大小为E=1.2mg/q,方向水平向右.释放带电系统,让A、B从静止开始运动(忽略小球运动中所产生的磁场造成的影响).求:
(1)小球B第一次到达电场边界MP所用的时间;
(2)小球A第一次离开电场边界NQ时的速度大小
(3)带电系统运动过程中,B球电势能增加量的最大值.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面AB上,水平恒力F (F大小未知)推动质量为m=1kg的物体从A点由静止开始作匀加速直线运动,物体到达B点时撤去F,接着又冲上光滑斜面(设经过B点前后速度大小不变),最高能到达C点.用速度传感器测量物体的瞬时速度,并在表格中记录了部分测量数据(g取10m/s2).
t/s 0.0 0.2 0.4 2.2 2.4 2.6
v/(m/s) 0.0 0.4 0.8 3.0 2.0 1.0
(1)求出物体到达B点时的速度和时间;
(2)若撤去推力F,在A处给物体一个水平向左的初速度v0,恰能使物体运动到C点,求此初速度v0的大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网一物体在动摩擦因数μ=0.2的水平面上向左运动,物体的质量为10kg,它在运动过程当中还受到一个水平向右的大小为20N的拉力作用,则物体受到的摩擦力为(  )
A、0NB、20N,水平向右C、40N,水平向右D、20N,水平向左

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量m=1kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零.在剪断轻绳的瞬间(g取10m/s2),下列说法中正确的是(  )
A、小球受力个数不变
B、小球立即向左运动,且a=8m/s2
C、小球立即向左运动,且a=10m/s2
D、若剪断的是弹簧,则剪断瞬间时小球加速度的大小a=10
2
m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2010?黑龙江模拟)(按题目要求作答,写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不得分)
如图所示,质量为m=1kg的物体以v0=3.4m/s的初速度在动摩擦因数μ=0.2的水平桌面上滑行L=0.64m离开桌子边缘落到水平地面上,已知桌面到地面的高度h=0.80m.(不计空气阻力g取10m/s2
求:(1)物体离开桌面边缘时的速度大小.
(2)物体落地点与桌子边缘的水平距离.
(3)物体落地时的速度.

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