19.一個(gè)有斜面和平臺的木塊,質(zhì)量為M,斜面傾角為α,木塊置于水平面上,它與水平面間的動摩擦因數(shù)是μ,且μ>tanα.將一個(gè)質(zhì)量為m的光滑小球放在平臺上,并與斜面接觸,如圖4-8所示.當(dāng)球與木塊一起在圖示平面內(nèi)沿著水平方向相對地面運(yùn)動(速度不為零)時(shí),在木塊上施加的水平力的大小和方向可能是( 。
A.F的方向向右,大小為μ(m+M)g≤F≤(m+M)g(μ+tanα)
B.F的方向向右,大小為μ(m+M)g≤F≤(m+M)gtanα+μMg
C.F的方向向左,大小為μ(m+M)g≥F≥μ(m+M)g-mgtanα
D.F的方向向左,大小為μ( m+M)g≥F≥μ(m+M)g(μ-tanα)

分析 M與m具有相同的加速度,抓住m的臨界加速度方向水平向右,結(jié)合牛頓第二定律求出推力F的范圍.

解答 解:A、當(dāng)F的方向,臨界情況是球?qū)ζ脚_的壓力為零,受重力和斜面的彈力,根據(jù)平行四邊形定則知,球的合力為mgtanα,則臨界加速度a=gtanθ,對整體分析,根據(jù)牛頓第二定律得,F(xiàn)-μ(M+m)g=(M+m)a,解得最大推力為${F}_{m}^{\;}=(M+m)g(μ+tanα)$,對整體分析,知物體要向右運(yùn)動,則F≥μ(M+m)g,則μ(m+M)g≥F≥(m+M)g(μ+tanα),故A正確,B錯(cuò)誤;
CD、若F的方向向左,球和木塊保持相對靜止,知整體的加速度方向向右,整體做勻減速直線運(yùn)動,同理,可知臨界加速度a=gtanθ,對整體分析,有:μ(M+m)g-F=(M+m)a,解得最小推力大小為${F}_{min}^{\;}=(m+M)g(μ-tanα)$,則推力大小為μ(m+M)g≥F≥(m+M)g(μ-tanα),故C錯(cuò)誤,D正確;
故選:AD

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道兩物體具有相同的加速度,通過小球求出臨界加速度,從而根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解.

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

9.如圖甲,力F與水平方向成θ角,物體沿水平面運(yùn)動,加速度為a,現(xiàn)用大小為F′=Fcosθ的水平力代替F,如圖乙,物體仍沿水平面運(yùn)動,加速度為a′,則( 。
A.若水平面光滑則a′=aB.若水平面光滑則a′<a
C.若水平面粗糙則a′=aD.若水平面粗糙則a′<a

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.在粗糙程度相同的水平地面上,物塊在水平向右的力F作用下由靜止開始運(yùn)動.運(yùn)動的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示,取g=10m/s2,由圖象可知( 。
A.在2s~4s內(nèi),力F=0B.在0~2s內(nèi),力F逐漸變小
C.物塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2D.0-6s內(nèi)物塊運(yùn)動的總位移為16m

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,足夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成某一角度θ(0<θ<90°),其中MN和PQ平行且間距為L,導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直,導(dǎo)軌電阻不計(jì).金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸,ab棒接入電路的電阻為R,當(dāng)流過ab棒某一橫截面的電荷量為q時(shí),金屬棒ab在這一過程中下滑的位移大小為( 。
A.$\frac{qR}{4BL}$B.$\frac{qR}{2BL}$C.$\frac{qR}{BL}$D.$\frac{2qR}{BL}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.一根粗細(xì)均勻的銅棒的質(zhì)量為m,平放在光滑的水平面上,在銅棒軸線方向受水平向右的拉力F做勻加速直線運(yùn)動,則棒中自左向右各截面處的彈力大小( 。
A.都等于FB.逐漸增大C.逐漸減小D.都等于零

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.如圖所示,在一真空區(qū)域中,AB、CD是圓O的兩條直徑,在A、B兩點(diǎn)上各放置電荷量為+Q和-Q的點(diǎn)電荷,設(shè)C、D兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度分別為EC、ED,電勢分別為φC、φD,下列說法正確的是( 。
A.EC與ED相同,φC與φD不相等B.EC與ED不相同,φC與φD相等
C.EC與ED相同,φC與φD相等D.EC與ED不相同,φC與φD不相等

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.物體A、B都靜止在同一水平面上,它們的質(zhì)量分別為mA、mB,與水平面間的動摩擦因數(shù)分別為μA、μB,用水平拉力F分別拉物體A、B,所得加速度a與拉力F關(guān)系圖線如圖中A、B所示,則( 。
A.μA>μB,mA<mBB.μA<μB,mA<mBC.μA>μB,mA>mBD.μA<μB,mA>mB

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

8.如圖所示,Q為固定的正點(diǎn)電荷,A、B兩點(diǎn)在Q的正上方與Q相距分別為h和0.25h,將另一點(diǎn)電荷從A點(diǎn)由靜止釋放,運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)速度正好又變?yōu)榱,若此電荷在A點(diǎn)處的加速度大小為$\frac{3}{4}$g,試求:
(1)此電荷在B點(diǎn)處的加速度;
(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢差(用Q和h表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

9.某同學(xué)在“探究小車速度隨時(shí)間變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,記錄小車運(yùn)動情況的一條紙帶如圖所示.圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出
(1)電火花計(jì)時(shí)器是一種能夠按照相同的時(shí)間間隔,在紙帶上連續(xù)打點(diǎn)的儀器,它使用交流(填“交流”或“直流”)電源,工作電壓為220 V.在實(shí)驗(yàn)時(shí)正確的操作順序是A(填序號    A:“先釋放紙帶,后接通電源”或B:“先接通電源,后釋放紙帶”);
(2)B、C、兩點(diǎn)的瞬時(shí)速度:vB=0.93 m/s,vC=1.3 m/s. (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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