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【题目】水平地面上有质量分别为m和4m的物A和B,两者与地面的动摩擦因数均为μ.细绳的一端固定,另一端跨过轻质动滑轮与A相连,动滑轮与B相连,如图所示.初始时,绳处于水平拉直状态.若物块A在水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s,重力加速度大小为g.求

(1)物块B克服摩擦力所做的功;
(2)物块A、B的加速度大小.

【答案】
(1)

解:物块A移动了距离s,则物块B移动的距离为

s1=

物块B受到的摩擦力大小为

f=4μmg②

物块B克服摩擦力所做的功为

W=fs1=4μmg× s=2μmgs


(2)

解:设物块A、B的加速度大小分别为aA、aB,绳中的张力为T.有牛顿第二定律得

F﹣μmg﹣T=maA

2T﹣4μmg=4maB

由A和B的位移关系得

aA=2aB

联立④⑤⑥式得

aA=

aB=


【解析】(1)根据几何关系确定B的位移;再根据滑动摩擦力公式可明确摩擦力的大小,根据功的公式即可求得克服摩擦力所做的功;(2)分别对AB受力分析,根据牛顿第二定律进行列式,联立可求得两物体的加速度.
【考点精析】认真审题,首先需要了解恒力做功(恒力的功可根据W=F·S·cosθ进行计算,本公式只适用于恒力做功).

练习册系列答案
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【题目】一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示.设运动员质量为M,吊椅的质量为m,且M>m,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度为g.当运动员与吊椅一起以加速度大小为a加速上升时,运动员竖直向下拉绳的力T及运动员对吊椅的压力N分别为( )

A.T=
B.T=
C.N=
D.N=

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【题目】下列有关四幅图的说法中,正确的是( )

A.α粒子散射实验证实了汤姆逊原子枣糕模型的正确性
B.在光颜色保持不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大
C.放射线甲由α粒子组成,每个粒子带两个单位正电荷
D.该链式反应属于原子核的聚变反应

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【题目】在一次交通事故中,交通警察测量出肇事车辆的刹车痕迹是16m,该车辆最大刹车速度是8m/s2 , 该路段的限速60km/h,则该车是否超速( )
A.超速
B.不超速
C.刚好是60km/h
D.无法判断

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【题目】下列实例说明做功改变系统内能的是(  )

A.热水袋取暖

B.用双手摩擦给手取暖

C.把手放在火炉旁取暖

D.用嘴对手呵气给手取暖

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【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,第一象限有与y轴正方向相反的大小为E的匀强电场.一带正电的粒子从y轴上的P(0,8)点,以初速度v0=3×l04m/s沿x轴正方向射入匀强电场,经过x轴上的Q(12,0)点后恰好垂直打到y轴负轴上的N点(图中未画出).已知带电粒子的荷质比 = ×l09C/kg,不计带电粒子所受重力.求:

(1)匀强电场E的大小.
(2)N点到O点的距离.

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【题目】一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O为圆心,如图所示,玻璃的折射率n=

(i)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?
(ii)一细束光线在O点左侧与O相距 R处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置.

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【题目】小明通过实验验证力的平行四边形定则.
(1)实验记录纸如图1所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点.三个力的大小分别为:F1=3.30N、F2=3.85N和F3=4.25N.请根据图中给出的标度作图求出F1和F2的合力.

(2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.
实验装置如图2所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N的轨迹.
两次实验记录的轨迹如3图所示.过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到a和b时所受拉力Fa、Fb的大小关系为
(3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些?(填写选项前的字母)
A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比
B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长
C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大
D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大
(4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项.

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【题目】也许同学们都经历过擦黑板,手拿黑板擦在竖直的黑板面上,或上下或左右使黑板擦在黑板上运动,利用黑板擦与黑板之间的滑动摩擦力,将黑板上的粉笔字擦干净.已知黑板的规格是:4.5×1.5m2 , 黑板的下边沿离地的高度为0.8m,若黑板擦(可视为质点)的质量为0.2kg,现假定某同学用力将黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦黑板,当手臂对黑板擦的作用力F与黑板面成53°角时,F=20N,他所能擦到的最大高度为2.05m.sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)此黑板擦与黑板之间的滑动摩擦因数;
(2)如该同学擦到最高位置时意外让小黑板擦沿黑板面竖直向下滑落,则小黑板擦砸到黑板下边沿的速度小;
(3)擦黑板时有这样的现象:粉笔字的位置越高或越远的地方,已经用力较大却还是不容易擦干净,请用物理知识简要解释.

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