质量M=2kg均匀矩形木块靠在光滑墙上,A点处有光滑转动轴固定,AB与水平方向夹角30°,CD边长为2m,BD两点等高,一质量m=10kg的小物体固定在CD边(A点正上方)处,如图所示。取g=10m/s2。问:
(1)墙对木块的弹力多大?
(2)若将小物体从C点处静止释放使其沿CD边自由下滑,物体与木块间动摩擦因数为μ=0.2,物体作匀加速运动的时间多长?
某同学分析如下:物体沿CD边做匀加速运动,直至离开D点,匀加速运动的位移大小等于CD边长,根据牛顿第二定律算出加速度a=gsin30°-μgcos30°=…;结合运动公式S=
at2,即可算出结果。
该同学的过程是否正确?若正确,根据该同学的过程求出结果;若不正确,说明理由并给出正确解答。
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解:(1)木块力矩平衡:NB·SADcos30°=Mg·SADsin30° (2分)
得,NB=Mgtg53°=20×
N=
N (2分)
(2)不正确。 (2分)
因为木块会翻转,物体匀加速运动的位移大小不等于CD边长。 (1分)
物体对木块的弹力N=mgcos30°,摩擦力f=μmgcos30°。
设物体离D点S′处时木块恰好翻转,此时墙的弹力为零。
μmgcos30°·SAD=Mg·SADsin30°+mgcos30°·S′ (2分)
代入数据,得S′=0.1m
即,物体做匀加速直线运动的位移为S=SAD-S′=2-0.1=1.9m (1分)
物体的加速度a=gsin30°-μgcos30°=3.27m/s2 (1分)
匀加速的时间t=
=1.08s (1分)
科目:高中物理 来源: 题型:
(09年盐城中学综合考试)(12分)如图所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角θ=300,在其上放置一矩形金属线框abcd,ab的边长l1=1m,bc的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近;重物质量M=2kg,离地面的高度为H=4.8m;斜面上efgh区域是有界匀强磁场,磁感应强度的大小为0.5T,方向垂直于斜面向上;已知AB到ef的距离为4.2m,ef到gh的距离为0.6m,gh到CD的距离为3.2m,取g=10m/s2;现让线框从静止开始运动(开始时刻,cd边与AB边重合),求:
(1)通过计算,在右图中画出线框从静止开始运动到cd边与CD边重合时(不考虑ab边离开斜面后线框的翻转),线框的速度―时间图象。
(2)线框abcd在整个运动过程中产生的焦耳热。
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示,光滑矩形斜面ABCD的倾角θ=300,在其上放置一矩形金属线框abcd,ab的边长l1=1m,bc的边长l2=0.6m,线框的质量m=1kg,电阻R=0.1Ω,线框通过细线绕过定滑轮与重物相连,细线与斜面平行且靠近;重物质量M=2kg,离地面的高度为H=4.8m;斜面上efgh区域是有界匀强磁场,磁感应强度的大小为0.5T,方向垂直于斜面向上;已知AB到ef的距离为4.2m,ef到gh的距离为0.6m,gh到CD的距离为3.2m,取g=10m/s2;现让线框从静止开始运动(开始时刻,cd边与AB边重合),求:
(1)通过计算,在右图中画出线框从静止开始运动到cd边与CD边重合时(不考虑ab边离开斜面后线框的翻转),线框的速度—时间图象.
(2)线框abcd在整个运动过程中产生的焦耳热.
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图,足够长的水平传送带始终以大小为v=3m/s的速度向左运动,传送带上有一质量为M=2kg的小木盒A,A与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3,开始时,A与传送带之间保持相对静止。先后相隔△t=3s有两个光滑的质量为m=1kg的小球B自传送带的左端出发,以v0=15m/s的速度在传送带上向右运动。第1个球与木盒相遇后,球立即进入盒中与盒保持相对静止,第2个球出发后历时△t1=
s而与木盒相遇。求(取g=10m/s2)
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(1)第1个球与木盒相遇后瞬间,两者共同运动的速度多大?
(2)第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇?
(3)自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中,由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少?
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科目:高中物理 来源:2009-2010学年深圳高级中学高二下学期期末测试物理 题型:计算题
(12分)如图,足够长的水平传送带始终以大小为v=3m/s的速度向左运动,传送带上有一质量为M=2kg的小木盒A,A与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.3,开始时,A与传送带之间保持相对静止。先后相隔△t=3s有两个光滑的质量为m=1kg的小球B自传送带的左端出发,以v0=15m/s的速度在传送带上向右运动。第1个球与木盒相遇后,球立即进入盒中与盒保持相对静止,第2个球出发后历时△t1=
s而与木盒相遇。求(取g=10m/s2)
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(1)第1个球与木盒相遇后瞬间,两者共同运动的速度多大?
(2)第1个球出发后经过多长时间与木盒相遇?
(3)自木盒与第1个球相遇至与第2个球相遇的过程中,由于木盒与传送带间的摩擦而产生的热量是多少?
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