【题目】如图所示,厚度d=0.45m的长板静止在粗糙水平地面上,与水平地面间的动摩擦因数μ1=0.1.在离长板左端B点的距离L=0.5m处静止放置一个小滑块(可看成质点),小滑块与长板间的动摩擦因数2=0.2.已知长板的质量M=2kg,滑块的质量m=1kg,取重力加速度g=10m/s2.现对长板施加一个水平向右的恒力F(大小未知).
(1)若要将长板从小滑块下抽出,求恒力F应满足的条件;
(2)若F1=17N,分别求滑块与长板分离时的速度大小;
(3)在(2)问中,求从长板开始运动到滑块落地前瞬间的整个过程中,滑块、长板和水平地面组成的系统因摩擦产生的热量.
【答案】(1) F>9N (2) v1=3m/s,v2=lm/s (3) Q总=5.725J
【解析】试题分析:先通过整体法和隔离法求出两者发生相对运动的最小拉力,再通过运动学知识求解速度,最后通过平抛运动知识和能量守恒进行求解。
(1) 欲将长板从小木块下抽出.则这两者间必存在相对运动
对滑块,由牛顿第二定律可知,加速度
对长板,由牛顿第二定律可知,Fmin-m1(m-M)g-m2mg=Ma
解得:Fmin=9N,即恒力F应满足的条件为F>9N;
(2) 当F1=17N>9N.则滑块相对于长板发生相对滑动
对长板有:F1-m1(M+m)g-m2mg=Ma1
解得:a1=6m/s2
滑块的加速度:
解得:t1=0.5s
设滑块离开长板瞬间.长板与滑块的速度分别为v1,v2.则有:
v1=a1t1=3m/s
v2=a2t1=lm/s,
(3) 在(2)问中.长板运动的位移:
滑块离开长板后做平拋运动.由平抛运动规律有:
滑块离开长板后,对长板:由牛顿第二定律可知.F-m1Mg=Ma3
解得:a3=7.5m/s2
滑块离开长板到落地的时间内.长板的位移:
解得:x'=1.2375m
整个过程中,设滑块与长板间因摩擦生的热为Q1.长板与水平面间因摩擦生的热为Q2
则Q1=m2mgL
Q2=m1(M+m)gx-m1Mgx'
解得:Q总=Q1—Q2=5.725J
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【题目】光滑水平面上有一边长为L的正方形区域处在场强为E的匀强电场中,电场方向与正方形一边平行,一质量为m、带电量为q的小球由某一边中心,以垂直于该边的水平初速度v0进入该正方形区域,当小球再次运动到该正方形区域的边缘时,具有的动能可能为( )
A.0
B. mv
+
qEL
C. mv
D. mv
+
qEL
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【题目】如图所示,两相距l的平行金属导轨与水平面间的夹角为θ,与阻值为R的定值电阻相连,导轨电阻不计,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B。有一质量为m的导体棒垂直于轨道且与两轨道接触良好,从ab位置获得平行于斜面的、大小为v的初速度向上运动,最远到达ab的位置。上滑的整个过程中流过电阻R的电荷量为q,导体棒接入电路的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为μ。则
A. 上滑过程中导体棒受到的最大安培力为
B. 上滑过程中导体棒克服安培力做的功为
C. 上滑过程中电流做功产生的热量为
D. 导体棒上滑过程中损失的机械能为
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【题目】在光滑的水平地面上放一个质量m=2kg的物体,现对该物体同时施加两个力F1和F2,其中F1=3N,方向水平向东,F2=4N,方向水平向南,sin37°=0.6,则下列说法中正确的是( )
A. F1使物体产生大小为1.5m/s2,方向水平向东的加速度
B. F2使物体产生大小为2m/s2,方向水平向南的加速度
C. 物体的加速度的大小为2.5m/s2,方向为东偏南37°
D. 物体的加速度的大小为2.5m/s2,方向为南偏东37°
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【题目】小明搭乘出租车到车站接人后返回出发地,司机打出全程的发票如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.14:46指的是时刻,15:24指的是时间间隔
B.14:46指的是时间间隔,15:24指的是时刻
C.出租车行驶的位移是34.3 km
D.出租车行驶的路程是34.3 km
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【题目】如图所示.足够宽的透明液槽下面有一平面镜,它与水平底面的夹角=30°,光线以与竖直方向夹角射入液体中.经平面镜反射后恰好从槽左侧壁水平射出.巳知该液体的折射率n=.
①求的正弦值;
②减小平面镜与水平底面间的夹角.若光线从液槽的左侧壁水平射入液体中.经平面镜反射后光恰好不从液面射出,求此时平面镜与水平面间的夹角.
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【题目】下列说法中正确的是( )
A. β射线与γ射线一样是电磁波,但穿透本领远比射线弱
B. 氡的半衰期为3.8天,4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核
C. 已知质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3,那么,质子和中子结合成一个α粒子,释放的能量是(2m1+2m2-m3)c2
D. 放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核外的电子发生电离产生的
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【题目】如图所示,两个质量各为m1和m2的小物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,已知m1> m2,现要利用此装置验证机械能守恒定律。
(1)若选定物块A从静止开始下落的过程进行测量,则需要测量的物理量有___________。
A.物块的质量m1、m2
B.物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间
C.物块B上升的距离及上升这段距离所用的时间
D. 绳子的长度
(2)为提高实验结果的准确程度,某小组同学对此实验提出以下建议:
A.绳的质量要轻
B.在“轻质绳”的前提下,绳子越长越好
C.尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃
D.两个物块的质量之差要尽可能大
以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。
(3)在数据的处理过程中,A、B物块的势能减小总是大于A、B物块的动能增加,导致这一原因除有空气阻力和摩擦阻力外,还有可能的原因是________________________。
(4)写出一条上面没有提到的提高实验结果准确程度有益的建议:_________________。
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【题目】如图所示,一倾角为45°的斜面固定于墙角,为使一光滑的铁球静止于图示位置,需加一水平力F,且F通过球心。下列说法正确的是
A. 球一定受墙水平向左的弹力
B. 球可能受墙水平向左的弹力
C. 球一定受斜面通过铁球重心的弹力
D. 球可能受斜面垂直于斜面向上的弹力
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