9.如圖所示,一塊質(zhì)量為M=2kg、長為L的木板B放在光滑水平桌面上,B的左端有一質(zhì)量為m=0.2kg的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn)),A上連接一根很長的輕質(zhì)細(xì)繩,細(xì)繩跨過位于桌面邊緣的定滑輪掛上一質(zhì)量為m0=0.1kg的重物,用手托住重物使細(xì)繩伸直但無張力,重物距離地面的高度為h=1m;已知A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,A與滑輪間的細(xì)繩與桌面平行,B右端距離桌邊定滑輪足夠遠(yuǎn);釋放重物后,A相對于B滑動(dòng);重力加速度g=10m/s2;

(1)求重物落地前瞬間細(xì)繩上的拉力大小和A的速度大小;
(2)當(dāng)AB相對靜止時(shí),A仍在B上,求從釋放重物到AB相對靜止的過程中A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

分析 (1)分別以重物和A為研究對象,關(guān)鍵牛頓第二定律列方程求解拉力和加速度大小;根據(jù)位移速度關(guān)系求解速度大小;
(2)求出重物落地前,A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,根據(jù)牛頓第二定律求解加速運(yùn)動(dòng)時(shí)B的加速度,根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系求出重物落地時(shí)B的速度,再根據(jù)牛頓第二定律求解B減速的加速度大小,最后求出AB速度相等時(shí)經(jīng)過的時(shí)間.

解答 解:(1)設(shè)釋放重物后重物的加速度為a1,細(xì)繩的張力大小為F,對重物,由牛頓第二定律可得:m0g-F=m0a1
對A,由牛頓定律有:F-μmg=ma1
聯(lián)立解得:F=0.8N;a1=2m/s2
由v12=2a1h解得重物落地前瞬間A的速度大小為:v1=2m/s;
(2)重物落地前,A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:${t}_{1}=\frac{{v}_{1}}{{a}_{1}}=1s$
B的加速度為:${a}_{2}=\frac{μmg}{M}=0.2m/{s}^{2}$
重物落地時(shí)B的速度為:v2=a2t1=0.2m/s
落地后,A開始做減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為:a3=μg=2m/s2
設(shè)經(jīng)過時(shí)間t2,AB速度相等,則有:v1-a3t2=v2+a2t2
解得:${t}_{2}=\frac{9}{11}s$
從釋放重物到AB相對靜止的過程中A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:t=t1+t2=$\frac{20}{11}s≈1.82s$.
答:(1)重物落地前瞬間細(xì)繩上的拉力大小為0.8N,A的速度大小為2m/s;
(2)從釋放重物到AB相對靜止的過程中A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間約為1.82s.

點(diǎn)評 解答本題的關(guān)鍵是弄清楚A和B的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況;對于牛頓第二定律的綜合應(yīng)用問題,關(guān)鍵是弄清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程和受力情況,利用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算公式求解加速度,再根據(jù)題目要求進(jìn)行解答;知道加速度是聯(lián)系靜力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.若一質(zhì)點(diǎn)從t=0開始由原點(diǎn)出發(fā),其v-t圖象如圖所示,則該質(zhì)點(diǎn)(  )
A.在前8 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)?
B.在2~6 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)?
C.6 s末質(zhì)點(diǎn)的速度大小為2 m/s,方向與規(guī)定的正方向相反
D.4~6 s內(nèi)與6~8 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度方向相反?

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

20.用圖1示裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).

(1)若將木板水平放置,小車在橡皮筋作用下加速,當(dāng)小車剛好達(dá)到最大速度時(shí),下列說法正確的是B(填寫選項(xiàng)前的字母標(biāo)號)
A.橡皮筋處于原長狀態(tài)
B.橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
C.小車恰好過兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線
D.小車已過兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線
(2)若將木板帶有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端適當(dāng)墊高,利用小車沿斜面的重力分量消除掉阻力的影響,再進(jìn)行正確的實(shí)驗(yàn)操作,獲得實(shí)驗(yàn)所需的紙帶.在下列2條紙帶中,最符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是B(填寫紙帶下方的字母標(biāo)號)
(3)若將一根橡皮筋對小車做的功記為WO,兩條、三條…同樣的橡皮筋并在一起拉伸同樣的長度對小車做的功記為2W0、3W0…,計(jì)算出小車對應(yīng)的最大速度v,取△v=v2-0,橫坐標(biāo)以W0為單位,繪出△v-W圖線,理論上是過原點(diǎn)的一條直線.但某次實(shí)驗(yàn)得到的圖線卻不過原點(diǎn),如圖3所示,造成這一偏差的原因是:在墊高木板帶有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端時(shí),木板的傾斜角度偏大(填“偏大”或“偏小”)

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

17.某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系,小車在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板滑行.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz.
(1)實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜,這樣做C.
A.是為了釋放小車后,小車能勻加速下滑
B.是為了增大小車下滑的加速度
C.可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功
D.是為了釋放小車后,小車能勻減速下滑
(2)本實(shí)驗(yàn)中,關(guān)于橡皮筋做的功,下列說法中正確的是B.
A.可以直接測量橡皮筋做功的大小
B.通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加
C.橡皮筋在小車運(yùn)動(dòng)的全程中始終做功
D.把橡皮筋拉伸為原來的兩倍,橡皮筋做的功也增加為原來的兩倍
(3)實(shí)驗(yàn)中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條、4條…掛在小車的前端進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),每次都要把小車?yán)酵晃恢迷籴尫判≤嚕训?次只掛1條橡皮筋時(shí)橡皮筋對小車做的功記為W1,則第2次掛2條橡皮筋時(shí)橡皮筋對小車做的功為2W1…橡皮筋對小車做功而使小車獲得的速度可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測出.根據(jù)第4次的紙帶(如圖2所示)求得小車彈開后獲得的速度為2m/s.(圖中各點(diǎn)是相鄰的計(jì)時(shí)點(diǎn))若W-v2圖象是一條過原點(diǎn)的傾斜的直線,則說明W與v2成正比.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

4.利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,可以進(jìn)行“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).

(1)為了平衡摩擦阻力,可以將圖甲中的軌道左端略微墊高(選填“左”、“右”).
(2)實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)根據(jù)紙帶(乙圖所示)作W-v2關(guān)系圖線,W為從O點(diǎn)開始合力所做的功.則該圖線可能是下列圖線中的D.

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

14.如圖,水平傳送帶兩端相距s=2m,工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,工件滑上A端時(shí)速度vA=3m/s,(取g=10m/s2,計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字),求:
(1)若傳送帶以v=1m/s逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),求工件從滑上皮帶到離開皮帶所用的時(shí)間;
(2)若傳送帶以v=2m/s順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),求工件從滑上皮帶到離開皮帶所用的時(shí)間.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

1.“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖甲所示,當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時(shí),橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3 次…實(shí)驗(yàn)時(shí),使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致.每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出.
(1)本實(shí)驗(yàn)需要平衡小車在平板上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力,其原因是AB
A.確保橡皮筋對小車所做的功等于外力對小車所做的總功
B.確保橡皮筋恢復(fù)原長后小車的運(yùn)動(dòng)為勻速運(yùn)動(dòng),以利于求小車速度
C.為了使小車獲得較大的動(dòng)能
D.為了增大橡皮筋對小車的彈力
(2)圖乙是在正確操作情況下打出的一條紙帶,從中截取了測量物體最大速度所用的一部分,已知相鄰兩點(diǎn)打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02s,則小車獲得的最大速度vm=1.22m/s(保留3位有效數(shù)字)
(3)幾名同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中分別得到了若干組橡皮筋對小車做的功W與小車獲得最大速度vm的數(shù)據(jù),并利用數(shù)據(jù)繪出了圖中給出的四個(gè)圖象,你認(rèn)為其中正確的是D.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,在豎直平面一圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,O點(diǎn)是圓形區(qū)域的圓心.一帶電粒子(不計(jì)重力)從A點(diǎn)沿AO方向水平射入,速度為v0,偏轉(zhuǎn)60°之后從B點(diǎn)射出.現(xiàn)把圓形區(qū)域的磁場改為豎直方向的勻強(qiáng)電場E,使帶電粒子仍以原速度沿AO方向射入從B點(diǎn)射出,則(  )
A.E=$\frac{4B{V}_{0}}{3}$B.E=$\frac{3B{V}_{0}}{4}$C.E=$\frac{2B{V}_{0}}{3}$D.E=BV0

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.關(guān)于電勢,下列說法正確的是(  )
A.電場中某點(diǎn)的電勢,其大小等于單位正電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢點(diǎn)時(shí),靜電力所做的功
B.電勢是描述電場能的性質(zhì)的物理量
C.電場中某點(diǎn)的電勢與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)
D.由于電勢是相對的,所以無法比較電場中兩點(diǎn)的電勢高低

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同步練習(xí)冊答案