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质量为0.3kg的物体分别在粗糙和光滑水平面上运动,运动过程中始终受到相同大小的水平恒定拉力作用,如图所示为这两种情况下物体的v-t图象,则下列说法中正确的是


  1. A.
    物体受摩擦力时的v-t图象可能是②
  2. B.
    物体不受摩擦力时的v-t图象一定是①
  3. C.
    水平拉力可能是0.1N
  4. D.
    物体的摩擦力可能是0.2N
AC
分析:(1)物体在光滑水平面上只受水平恒定拉力时,若力的方向与初速度方向相同,则做匀加速直线运动,若力的方向与初速度方向相反,则做匀减速直线运动,所以①②都可能表示物体不受摩擦力时的图象;
(2)物体在粗糙水平面上受水平恒定拉力时,若力的方向与初速度方向相同且大于摩擦力,则做匀加速直线运动,若力的方向与初速度方向相同但小于摩擦力,则做匀减速直线运动,若力的方向与初速度方向相反,则做匀减速直线运动,所以①②也都可能表示物体受摩擦力时的图象;
(3)根据题意可知①②分别表示这两种情况下物体的v-t图象,我们可以假设①为受摩擦力则②就不受摩擦力,若假设①为不受摩擦力则②就为受摩擦力的图象;
(4)根据①②两个图象的斜率可以知道两种情况下的加速度,再根据假设分别利用牛顿第二定律就可解出拉力和摩擦力.
解答:(1)物体在粗糙水平面上受水平恒定拉力时,若力的方向与初速度方向相同且大于摩擦力,则做匀加速直线运动,若力的方向与初速度方向相同但小于摩擦力,则做匀减速直线运动,若力的方向与初速度方向相反,则做匀减速直线运动,所以①②都可能表示物体受摩擦力时的图象,故A正确;
(2)物体在光滑水平面上只受水平恒定拉力时,若力的方向与初速度方向相同,则做匀加速直线运动,若力的方向与初速度方向相反,则做匀减速直线运动,所以①②都可能表示物体不受摩擦力时的图象,故B错误;
(3)假设①为不受摩擦力的情况,则②就受摩擦力,由①②图象的斜率可知,根据牛顿第二定律可知:带入数据解之得:F=0.1N,f=0.3N故C正确.假设①为受摩擦力的情况,则②就不受摩擦力,由①②图象的斜率可知
带入数据解之得:F=0.2N,f=0.1N,故C正确,D错误.
故选AC.
点评:该题是物体的v-t图象与牛顿第二定理相结合的典型例题,图象的斜率表示加速度,解题时要注意认真分析物体的受力情况,根据物体的受力情况判断物体的运动情况,该题还要注意分情况讨论,注意不是说受摩擦力就做匀减速运动,不受摩擦力就匀加速运动,具体情况具体分析.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,水平地面上质量为M=3kg的物块,在大小为F=16N、方向与水平方向成θ=37°的拉力作用下沿地面向右作匀加速直线运动.若木块与地面之间的动摩擦因数为μ=
13
,(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)木块的加速度大小.
(2)若不改变拉力的方向,只改变拉力的大小,求出物体沿水平地面做匀加速直线运动,拉力大小与木块加速度的函数表达式.(设木块与地面间的最大静摩擦力等于它们之间的滑动摩擦力)
(3)求上述条件下拉力的取值范围,并以拉力大小为纵坐标,以木块的加速度为横坐标,在坐标系作出它们的图象.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,水平地面上质量为m=3kg的物块,在大小为F=16N、方向与水平方向成θ=37°的拉力作用下沿地面向右作匀加速直线运动.若木块与地面之间的动摩擦因数为μ=
13
,(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)木块的加速度大小.(2)若作用5秒后,撤去拉力F,求物体再经过多长时间停止运动?
(3)若不改变拉力的方向,只改变拉力的大小,但物体总保持沿水平地面做匀加速直线运动,求拉力的取值范围.(设木块与地面间的最大静摩擦力等于

它们之间的滑动摩擦力)

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,AB是竖直平面内光滑的四分之•圆弧轨道,半径R=0.45m,BC是粗糙水平面,圆弧轨道与BC平面在B点相切。将质量为0.3kg的物块m从A点由静止释放,最终m停在C点,BC距离为1.5m;若在B点放置另一物块M,当m在A点以初速度V0=4m/s沿轨道向下运动时,在B点与M发生碰撞(碰撞时间极短),碰后两物块粘在一起运动,最终停在C点。已知两物块与水平面的动摩擦因数相同,且均可视为质点。(g=10m/s2)求:

(1) m由静止释放经过圆弧最低点B点时对轨道的压力大小和物块与水平面间的动摩擦因数。

(2) 物块M的质量。

 

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科目:高中物理 来源:2012届度安徽省江南十校高三素质教育联考物理卷 题型:计算题

如图所示,AB是竖直平面内光滑的四分之•圆弧轨道,半径R=0.45m,BC是粗糙水平面,圆弧轨道与BC平面在B点相切。将质量为0.3kg的物块m从A点由静止释放,最终m停在C点,BC距离为1.5m;若在B点放置另一物块M,当m在A点以初速度V0= 4m/s沿轨道向下运动时,在B点与M发生碰撞(碰撞时间极短),碰后两物块粘在一起运动,最终停在C点。已知两物块与水平面的动摩擦因数相同,且均可视为质点。(g=10m/s2)求:

(1) m由静止释放经过圆弧最低点B点时对轨道的压力大小和物块与水平面间的动摩擦因数。

(2) 物块M的质量。

 

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科目:高中物理 来源:2011-2012学年度安徽省江南十校高三素质教育联考物理卷 题型:计算题

如图所示,AB是竖直平面内光滑的四分之一圆弧轨道,半径R=0.45m,BC是粗糙水平面,圆弧轨道与BC平面在B点相切。将质量为0.3kg的物块m从A点由静止释放,最终m停在C点,BC距离为1.5m;若在B点放置另一物块M,当m在A点以初速度V0= 4m/s沿轨道向下运动时,在B点与M发生碰撞(碰撞时间极短),碰后两物块粘在一起运动,最终停在C点。已知两物块与水平面的动摩擦因数相同,且均可视为质点。(g=10m/s2)求:

(1) m由静止释放经过圆弧最低点B点时对轨道的压力大小和物块与水平面间的动摩擦因数。
(2) 物块M的质量。

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