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如图所示,用固定档板P将质量为m的小球挡在斜面体上处于静止状态,已知斜面体质量为M,倾角为θ,斜面体与水平面间的动摩擦因数为μ,则至少以多大的水平恒力向右拉动斜面体时,小球才能做自由落体运动到地面.
分析:根据小球自由下落的位移公式列式;再根据牛顿第二定律和位移时间公式列式;根据几何关系找出小球位移和斜面体位移的关系;最后联立方程组求解.
解答:解:设小球自由落体运动到地面上,下落高度为h,
则斜面体至少水平向右运动的位移为:x=h?cotθ
对小球:h=
1
2
gt2
对斜面体:x=
1
2
at2
由以上三式解得:a=gcotθ
以斜面体为研究对象有:F-μMg=Ma  
所以F=μMg+Mgcotθ=(μ+cotθ)Mg.
答:至少以(μ+cotθ)Mg的水平向右的力由静止拉动斜面体,小球才能做自由落体运动到地面.
点评:本题关键是找出木板位移和小球位移的几何关系,然后根据牛顿第二定律和位移时间关系公式联立求解.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

请完成下面两个小题:
(1)如图所示,图甲是用螺旋测微器测量某一金属板厚度时的示数,则此金属板的厚度为
6.200
6.200
mm;图乙是用多用电表的欧姆档的“×10”倍率档测量某电阻的示数,则此电阻的阻值为
190
190
Ω.
(2)某物理兴趣小组在一次课外探究活动中要测量滑块与木板之间的动摩擦因数,实验装置如图丙所示,一表面粗糙的长木板固定在水平实验台的桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与小沙桶连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz.开始实验时,在小沙桶中放入适量的沙,放手后滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列的点,如图丁所示
①图丁给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图丁所示,根据图中数据计算的加速度a=
0.496m/s2
0.496m/s2
(保留三位有效数字).
0.496m/s2
0.496m/s2

②为了能够测量出滑块与木板间的动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有
CD
CD
.(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度l  B.木板的质量m1 C.滑块的质量m2 D.沙桶和沙的总质量m3 E.滑块运动的时间t
③滑块与木板间的动摩擦因数μ=
m3g-(m2+m3)a
m2g
m3g-(m2+m3)a
m2g
(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量出的动摩擦因数
偏大
偏大
(填“偏大”或“偏小”)

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科目:高中物理 来源: 题型:

在倾角为30°的足够长的光滑斜面底端固定一个垂直于斜面的挡板,物体A、B用轻弹簧连接并放在斜面上,系统处于静止状态,如图所示.已知物体A的质量mA=2kg,物体B的质量mB=1kg,弹簧的劲度系数为k=100N/m,现在将物体B从静止状态沿斜面向下压10cm后释放,g取10m/s2,则在物体B运动的过程中(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

如图所示,用固定档板P将质量为m的小球挡在斜面体上处于静止状态,已知斜面体质量为M,倾角为θ,斜面体与水平面间的动摩擦因数为μ,则至少以多大的水平恒力向右拉动斜面体时,小球才能做自由落体运动到地面.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(10分)如图所示,用固定档板P将质量为m的小球挡在斜面体上处于静止状态,已知斜面体质量为M,倾角为θ,斜面体与水平面间的动摩擦因数为μ,则至少以多大的水平恒力向右拉动斜面体时,小球才能做自由落体运动到地面。

 


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