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文檔簡介
1、力學(xué)問題一、摩擦力問題1、關(guān)于靜摩擦力,下列說法正確的是( )A只有靜止的物體才可能受靜摩擦力B有相對運動趨勢的相互接觸的物體間有可能產(chǎn)生靜摩擦力C產(chǎn)生靜摩擦力的兩個物體間一定相對靜止D兩個相對靜止的物體間一定有靜摩擦力產(chǎn)生答案:BC2如圖所示,位于斜面上的物塊M在沿斜面向上的力F作用下處于靜止狀態(tài),則斜面作用于物塊的靜摩擦力:ABCDA方向可能沿斜面向上B方向可能沿斜面向下C大小可能等于零D大小可能等于F3關(guān)于滑動摩擦力的產(chǎn)生,下列說法正確的是( )A只有相互接觸且發(fā)生相對運動的物體間才可能產(chǎn)生滑動摩擦力B只有運動的物體才可能受到滑動摩擦力C受彈力作用的物體一定會受到滑動摩擦力D受滑動摩擦力
2、作用的物體一定會受到彈力作用答案:AD4下列關(guān)于動摩擦因數(shù)的說法中,正確的是( )A物體越重,物體與水平支持面之間的動摩擦因數(shù)越大B物體在一支持面上滑動,當支持面傾斜放置時,動摩擦因數(shù)比水平放置時小一些C兩個物體間的動摩擦因數(shù)是由兩物體的材料和接觸面的粗糙程度決定的,與滑動摩擦力和正壓力大小無關(guān)D兩個物體間的動摩擦因數(shù)與滑動摩擦力成正比,與兩物體間的正壓力成反比答案:C5一物體置于粗糙水平地面上,按圖中所示不同的放法,在水平力F的作用下運動,設(shè)地面與物體各接觸面的動摩擦因數(shù)相等,則木塊受到的摩擦力的大小關(guān)系是( )AFf甲>Ff乙>Ff丙 BFf乙>Ff甲>Ff丙CFf
3、丙>Ff乙>Ff甲 DFf甲Ff乙Ff丙答案:D6A、B、C三物塊的質(zhì)量分別為M,m和m0,作如圖所示的連接繩子不可伸長,且繩子和滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計若B隨A一起沿水平桌面做勻速運動,則可以斷定( )A物塊A與桌面之間有摩擦力,大小為m0gB物塊A與B之間有摩擦力,大小為m0gC桌面對A,B對A,都有摩擦力,兩者方向相同,合力為m0gD桌面對A,B對A,都有摩擦力,兩者方向相反,合力為m0g答案:A7. 如圖,位于水平桌面上的物塊P,由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連,從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的,已知Q與P之間以及桌面之間的動摩擦因數(shù)都為,兩物塊的質(zhì)量都是m,滑輪質(zhì)量
4、、滑輪軸上的摩擦不計,若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動,則F的大小為( )A. 4mg B. 3mg C. 2mg D. mg答案:A 8 如圖所示,A、B兩物體疊放在水平面上,水平力F作用在A上,使兩者一起向右做勻速直線運動,下列判斷正確的是( ) A. 由于A、B一起做勻速直線運動,故A、B間無摩擦力 B. A對B間的靜摩擦力大小為F,方向向右
5、160; C. B對地面的滑動摩擦力的大小為F,方向向右 D. B物體受到了向右的靜摩擦力和向左的滑動摩擦力 答案:BCD 9.如圖所示,一輛汽車在平直路上,車上有一木箱,試判斷下列情況中,木箱所受摩擦力的方向。 (1)汽車由靜止加速運動時(木箱和車面無相對滑動); (2)汽車剎車時(二者
6、無相對滑動); (3)汽車勻速運動時(二者無相對滑動); (4)汽車剎車,木箱在車上向前滑動時; (5)汽車在勻速運動過程中突然加速,木箱在車上滑動時。 答案:(1)木箱受到向前的靜摩擦力。 (2)木箱受到向后的靜摩擦力。
7、60; (3)木箱不受摩擦力。 (4)木箱受到向后的滑動摩擦力。 (5)木箱受到向前的滑動摩擦力。10 如圖所示,位于斜面上的物塊M在沿斜面向上的力F作用下,處于靜止狀態(tài),則斜面作用于物塊的靜摩擦力的情況是( ) A. 方向可能沿斜面向上 B. 方向可能沿斜面向下
8、 C. 大小可能等于零 D. 大小可能等于F 答案:ABCD11. 如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B兩物體在水平推力F的作用下,緊靠在豎直墻上處于靜止狀態(tài),試確定A所受的靜摩擦力。若增大推力F,物體A所受的靜摩擦力是否變化? 答案:A所受的摩擦力有兩個:一個是墻對A豎直向上的、大小為的靜摩擦力,另一個是B對A豎直向下的、大小為的靜摩擦力。 若增大推力
9、F,物體間的正壓力增大,物體仍將保持靜止狀態(tài),仍應(yīng)該用上面的方法確定A所受的靜摩擦力,其結(jié)論是A所受的靜摩擦力不變。 12.木塊A、B分別重50N和60N,它們與水平地面之間的動摩擦因數(shù)均為0.25;夾在A、B之間的輕彈簧被壓縮了2cm,彈簧的勁度系數(shù)為400N/m,系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動。現(xiàn)用F=1 N的水平拉力作用在木塊B上,如圖所示,力F作用后( )A. 木塊A所受摩擦力大小是12.5 NB. 木塊A所受摩擦力大小是11.5 NC. 木塊B所受摩擦力大小是9 ND. 木塊B所受摩擦力大小是7 N 答案:C 13.如圖,位于水平桌
10、面上的物塊P,由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連,從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的,已知Q與P之間以及桌面之間的動摩擦因數(shù)都為,兩物塊的質(zhì)量都是m,滑輪質(zhì)量、滑輪軸上的摩擦不計,若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動,則F的大小為( )A. 4mg B. 3mgC. 2mg D. mg答案:A14.把一個重為G的物體,用一個水平力F=kt(k為恒量,t為時間)壓在豎起的足夠高的平整的墻上,如圖1所示,從t=0開始物體所受的摩擦力F隨t的變化關(guān)系是圖2中的哪一個( )圖1圖2
11、160; 答案:B15.如圖所示,位于斜面上的物體m靜止在斜面上,現(xiàn)對m施加一沿斜面向上的力F,當F由0逐漸增大的過程中,m始終保持不動,則m所受的靜摩擦力( C ) A. 逐漸增大 B. 逐漸減小 C. 先減小后增大
12、 D. 先增大后減小16.驅(qū)動輪在后的汽車,在平直公路上勻速前進,則( C ) A. 前、后輪受到的摩擦力均向后 B. 前輪受到的摩擦力向前,后輪受到的摩擦力向后 C. 前輪受到的摩擦力向后,后輪受到的摩擦力向前
13、0; D. 前、后輪均不受摩擦力17. 如圖所示,在水平面上向右運動的物體,質(zhì)量為20kg,物體與水平面的動摩擦因數(shù)為,在運動過程中,還受到一個水平向左的大小為10N的拉力作用,則物體所受到的滑動摩擦力為(g取10N/kg)( D ) A. 10N,向右 B. 10N,向左
14、160; C. 20N,向右 D. 20N,向左18.如圖所示,C是水平地面,A、B是兩個長方形物塊,F(xiàn)是作用在B上沿水平方向的力,物體A和B以相同的速度做勻速運動,由此可知A、B間的動摩擦因數(shù)和B、C間的動摩擦因數(shù)有可能是( B D) A. B.
15、160; C. D. 19. 物體A、B、C的質(zhì)量分別為M、m、m0,作如圖所示的連接,繩子不可伸長且繩子和滑輪的質(zhì)量與滑輪的摩擦不計,若B隨A一起沿水平桌面做勻速運動,則可判定( A ) A. 物體A與桌面間有摩擦力,大小為m0g B. 物體A與B間有摩擦力,大小為m0g C. 桌面對A,B對A都有
16、摩擦力,兩者方向相同 D. 桌面對A,B對A都有摩擦力,兩者方向相反20.某人在乎直公路上騎自行車,見到前方較遠處紅色交通信號燈亮起,他便停止蹬車,此后的一段時間內(nèi),自行車前輪和后輪受到地面的摩擦力分別為f前和f后,則 ( C ) Af前向后,f后向前 Bf前向前,f后向后 Cf前向后,f后向后 Df前向前,f后向前21.如圖10所示,
17、60;質(zhì)量為m的木塊P在質(zhì)量為M的長木板A上滑行,長木板放在水平地面上,一直處于靜止狀態(tài)若長木板A與地面間的動摩擦因數(shù)為1,木塊P與長板A間的動摩擦因數(shù)為2,則長木板ab受到地面的摩擦力大小為 ( C ) A 1mg B1(m+M)g C 2mg D 1mg+2Mg22.為了測定木塊和豎直墻壁之間的動摩擦因數(shù),某同學(xué)設(shè)計了一個實驗:如圖所示,用一根彈簧將木塊壓在墻
18、上,同時在木塊下方有一個拉力F2作用,使木塊恰好勻速向下運動,現(xiàn)分別測出了彈簧的彈力F1,拉力F2和木塊的重力G,則動摩擦因數(shù)應(yīng)等于_。答案 23.如圖所示,有兩條黑、白毛巾交替折疊地放在地面上,白毛巾的中部用線與墻壁連接,黑毛巾的中部用線拉住。拉線均水平,若兩條毛巾的質(zhì)量均為m,毛巾之間及毛巾與地面之間的摩擦因數(shù)均為。欲將黑、白毛巾分離出來,則將黑毛巾勻速拉出需加的水平力為( C )A. B.
19、0; C. D. 24、如圖9所示,重6N的木塊靜止在傾角為300的斜面上,若用平行于斜面沿水平方向,大小等于4N的力F推木塊,木塊仍保持靜止,則木塊所受的摩擦力大小為( C ) A4 N B3 N &
20、#160;C5 N D6 N25、(2004年樂山調(diào)研題)如圖10所示, 質(zhì)量為m的木塊P在質(zhì)量為M的長木板A上滑行,長木板放在水平地面上,一直處于靜止狀態(tài)若長木板A與地面間的動摩擦因數(shù)為1,木塊P與長板A間的動摩擦因數(shù)為2,則長木板ab受到地面的摩擦力大小為 ( C ) A 1mg B1(m+M)g C 2mg
21、0; D 1mg+2Mg26、(2004年黃岡調(diào)研題)如圖11所示,在粗糙水平面上有一個三角形木塊,在它的兩個粗糙斜面上分別放兩個質(zhì)量為m1和m2的小木塊,m1>m2。已知三角形木塊和兩個小木塊均靜止, 則粗糙水平面對三角形木塊( A ) A沒有摩擦力作用 B有摩擦力作用,摩擦力方向水平向右 C有摩擦力作用,摩擦力方向水平向左 D有摩擦力作用,但其方向無法確定,因為m1、m2、 1和2的數(shù)值并未給出27.用勁度系數(shù)k=490N/m的彈簧沿水平方向拉一木板,在水平桌面上做勻速直線運
22、動,彈簧的長度為12cm。若在木板上放一質(zhì)量為5kg的物體,仍用原彈簧沿水平方向勻速拉動木板,彈簧的長度變?yōu)?4cm。試求木板與水平桌面間的動摩擦因數(shù)。解:當只有木板在水平桌面上運動時,彈簧的拉力為,木板與桌面間的彈力,則 當木板上放一質(zhì)量為m=5kg的物體時,木板與桌面間的彈力
23、0; 彈簧的拉力 由得 28.如圖14所示,靜止在水平面上的紙帶上放一質(zhì)量m為的小金屬塊(可視為質(zhì)點), 金屬塊離紙帶右端距離為L, 金屬塊與紙帶間動摩擦因數(shù)為
24、.現(xiàn)用力向左將紙帶從金屬塊下水平抽出,設(shè)紙帶加速過程極短,可認為紙帶在抽動過程中一直做勻速運動.求: (1)金屬塊剛開始運動時受到的摩擦力的大小和方向; (2)要將紙帶從金屬塊下水平抽出,紙帶的速度v應(yīng)滿足的條件. 解析:(1)金屬塊與紙帶達到共同速度前,金屬塊受到的摩擦力為:f=mg ,方向向左。 出紙帶的最小速度為v0,即紙帶從金屬塊下抽出時金屬塊速度恰好等于v0。 對金屬塊: f=ma ,v0=at 金屬塊位移:s1=att/2紙帶位移:s2=v0t 兩者相對位移:s2-s1=l解得:v0=(2gl) 故要抽出紙帶,紙帶速度v>(2gl)二、滑塊和傳
25、送帶問題1如圖所示,有一塊木板靜止在光滑且足夠長的水平面上,木板質(zhì)量為M=4kg,長為L=1.4m;木板右端放著一小滑塊,小滑塊質(zhì)量為m=1kg,其尺寸遠小于L。小滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為(1)現(xiàn)用恒力F作用在木板M上,為了使得m能從M上面滑落下來,問:F大小的范圍是什么?(2)其它條件不變,若恒力F=22.8牛頓,且始終作用在M上,最終使得m能從M上面滑落下來。問:m在M上面滑動的時間是多大? 解析:(1)小滑塊與木板間的滑動摩擦力 小滑塊在滑動摩擦力f作用下向右勻加速運動的加速度 木板在拉力F和滑動摩擦力f作用下向右勻加速運動的加速度 使m能從M上面滑落下來的條件是 即 (2)設(shè)m在M
26、上滑動的時間為t,當恒力F=22.8N,木板的加速度 ) 小滑塊在時間t內(nèi)運動位移 木板在時間t內(nèi)運動位移 因 即 AvB2長為1.5m的長木板B靜止放在水平冰面上,小物塊A以某一初速度從木板B的左端滑上長木板B,直到A、B的速度達到相同,此時A、B的速度為0.4m/s,然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.0cm后停下若小物塊A可視為質(zhì)點,它與長木板B的質(zhì)量相同,A、B間的動摩擦因數(shù)1=0.25求:(取g=10m/s2)(1)木塊與冰面的動摩擦因數(shù)(2)小物塊相對于長木板滑行的距離(3)為了保證小物塊不從木板的右端滑落,小物塊滑上長木板的初速度應(yīng)為多大?解析:(1)A、B一起運動時,受冰面對
27、它的滑動摩擦力,做勻減速運動,加速度 解得木板與冰面的動摩擦因數(shù)2=0.10(2)小物塊A在長木板上受木板對它的滑動摩擦力,做勻減速運動,加速度a1=1g=2.5m/s2小物塊A在木板上滑動,木塊B受小物塊A的滑動摩擦力和冰面的滑動摩擦力,做勻加速運動,有1mg2(2m)g=ma2 解得加速度a2=0.50m/s2設(shè)小物塊滑上木板時的初速度為v10,經(jīng)時間t后A、B的速度相同為v由長木板的運動得v=a2t,解得滑行時間小物塊滑上木板的初速度 v10=va1t=2.4m/s小物塊A在長木板B上滑動的距離為(3)小物塊A滑上長木板的初速度越大,它在長木板B上相對木板滑動的距離越大,當滑動距離等于木
28、板長時,物塊A達到木板B的最右端,兩者的速度相等(設(shè)為v),這種情況下A的初速度為保證不從木板上滑落的最大初速度,設(shè)為v0有由以上三式解得,為了保證小物塊不從木板的右端滑落,小物塊滑上長木板的初速度不大于最大初速度3、如圖所示,水平放置的傳送帶以速度v=2m/s向右運行,現(xiàn)將一小物體輕輕地放在傳送帶A端,物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.2,若A端與B端相距4 m,則物體由A運動到B的時間和物體到達B端時的速度是:( ) A2.5 s,2m/s B1s,2m/s C2.5s,4m/s D1s,4/s答案:A4.如圖所示,物體A從滑槽某一高度滑下后又滑上粗糙的水平傳送帶,傳送帶靜止不動時,A滑至傳
29、送帶最右端的速度為v1,需時間t1,若傳送帶逆時針轉(zhuǎn)動,A滑至傳送帶最右端的速度為v2,需時間t2,則( D )ABCD5.如圖7所示,一水平方向足夠長的傳送帶以恒定的速度v1沿順時針方向轉(zhuǎn)動,傳送帶右端有一與傳送帶等高的光滑水平面,一物體以恒定速度v2沿直線向左滑向傳送帶后,經(jīng)過一段時間又反回光滑水平面,速率為v2,則下列說法正確的是:( B )A只有v1= v2時,才有v2= v1 B 若v1 >v2時, 則v2= v2PQC若v1 <v2時, 則v2= v2 D不管v2多大,v2= v2.6.物塊從光滑斜面上的P點自由滑下通過粗糙的靜止水平傳送帶后落到地面上的Q點若傳送帶的皮
30、帶輪沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,使傳送帶隨之運動,如圖所示,物塊仍從P點自由滑下,則( B )A物塊有可能落不到地面 B物塊將仍落在Q點C物塊將會落在Q點的左邊 D物塊將會落在Q點的右邊7如圖所示,水平長傳送帶始終以速度v=3m/s勻速運動?,F(xiàn)將一質(zhì)量為m=1kg的物塊放于左端(無初速度)。最終物體與傳送帶一起以3m/s的速度運動,在物塊由速度為零增加至v=3m/s的過程中,求: (1)由于摩擦而產(chǎn)生的熱量。 (2)由于放了物塊,帶動傳送帶的電動機消耗多少電能? 思路點撥:物塊做初速度為零的勻減速直線運動,傳送帶勻速運動,物塊相對于傳送帶向后運動;電動機注入到系統(tǒng)的能量一部分轉(zhuǎn)化為物塊的動能,一部分
31、克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;分別計算出這一過程物塊增加的動能和系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量,問題得到解決。 解析: (1)小物塊剛放到傳送帶上時其速度為零,將相對于傳送帶向左滑動, 受到一個向右的滑動摩擦力,使物塊加速,最終與傳送帶達到相同速度v。 物塊所受的滑動摩擦力為Ff=mg 物塊加速度 加速至v的時間 物塊對地面位移 這段時間傳送帶向右的位移 則物塊相對傳送帶向后滑動的位移 根據(jù)能量守恒定律知 (2)電動機多消耗的電能即物塊獲得的動能及產(chǎn)生的熱量之和, 即。 答案:4.5J 9J8.水平傳送帶被廣泛地應(yīng)用于機場和火車站,用于對旅客的行李進行安全檢查右圖為一水平傳送帶裝置示意圖,繃緊的傳送帶A、B始終保
32、持v=1m/s的恒定速率運行;一質(zhì)量為m=4kg的行李無初速地放在A處,傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始做勻加速直線運動,隨后行李又以與傳送帶相等的速率做勻速直線運動.設(shè)行李與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=0.1,AB間的距離l=2m,g取10ms2(1)求行李剛開始運動時所受的滑動摩擦力大小與加速度大??;(2)求行李做勻加速直線運動的時間;(3)如果提高傳送帶的運行速率,行李就能被較快地傳送到B處求行李從A處傳送到B處的最短時間和傳送帶對應(yīng)的最小運行速率圖17v09.如圖17所示,水平傳送帶的長度L=5m,皮帶輪的半徑R=0.1m,皮帶輪以角速度順時針勻速轉(zhuǎn)動。現(xiàn)有一小物體(視為質(zhì)點)以水平速度v
33、0從A點滑上傳送帶,越過B點后做平拋運動,其水平位移為S。保持物體的初速度v0不變,多次改變皮帶輪的角速度,依次測量水平位移S,得到如圖18所示的S圖像?;卮鹣铝袉栴}:圖18/rad/sS/m313010(1)當rad/s時,物體在A、B之間做什么運動?(2)B端距地面的高度h為多大?(3)物塊的初速度v0多大? 10.一水平的淺色長傳送帶上放置一煤塊(可視為質(zhì)點),煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為起始時,傳送帶與煤塊都是靜止的現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a0開始運動,當其速度達到v0后,便以此速度勻速運動經(jīng)過一段時間,煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后,煤塊相對于傳送帶不再滑動求此黑色痕跡的長度【
34、答案】(1)4N,a=lm/s2;(2)1s;(3)2m/s解析:(1)滑動摩擦力F=mg以題給數(shù)值代入,得F=4N由牛頓第二定律得F=ma代入數(shù)值,得a=lm/s2(2)設(shè)行李做勻加速運動的時間為t,行李加速運動的末速度v=1ms則v=at代入數(shù)值,得t=1s(3)行李從A勻加速運動到B時,傳送時間最短則代入數(shù)值,得傳送帶對應(yīng)的運行速率Vmin=atmin代人數(shù)據(jù)解得Vmin=2m/s5解:(1)物體的水平位移相同,說明物體離開B點的速度相同,物體的速度大于皮帶的速度,一直做勻減速運動。(2)當=10rad/s時,物體經(jīng)過B點的速度為.平拋運動:.解得:t=1s,h=5m.(3)當>3
35、0rad/s時,水平位移不變,說明物體在AB之間一直加速,其末速度.根據(jù)當010rad/s時,當30rad/s時,解得:6【答案】解析:根據(jù)“傳送帶上有黑色痕跡”可知,煤塊與傳送帶之間發(fā)生了相對滑動,煤塊的加速度a小于傳送帶的加速度a0根據(jù)牛頓第二定律,可得ag設(shè)經(jīng)歷時間t,傳送帶由靜止開始加速到速度等于v0,煤塊則由靜止加速到v,有v0a0t,vat由于a<a0,故v<v0,煤塊繼續(xù)受到滑動摩擦力的作用再經(jīng)過時間t',煤塊的速度由v增加到v0,有v0v+at'此后,煤塊與傳送帶運動速度相同,相對于傳送帶不再滑動,不再產(chǎn)生新的痕跡設(shè)在煤塊的速度從0增加到v0的整個過
36、程中,傳送帶和煤塊移動的距離分別為s0和s,有,傳送帶上留下的黑色痕跡的長度ls0s由以上各式得11如圖所示,傳送帶與地面傾角=37°,從AB長度為16m,傳送帶以10m/s的速率逆時針轉(zhuǎn)動在傳送帶上端A無初速度地放一個質(zhì)量為0.5kg的物體,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5求物體從A運動到B需時間是多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)12如圖3224所示,傳送帶兩輪A、B的距離L11 m,皮帶以恒定速度v2 m/s運動,現(xiàn)將一質(zhì)量為m的物塊無初速度地放在A端,若物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.8,傳送帶的傾角為37°,那么物塊m從A端
37、運到B端所需的時間是多少?(g取10 m/s2,cos37°0.8)三、組合類的傳送帶13如圖所示的傳送皮帶,其水平部分AB長sAB=2m,BC與水平面夾角=37°,長度sBC =4m,一小物體P與傳送帶的動摩擦因數(shù)=0.25,皮帶沿A至B方向運行,速率為v=2m/s,若把物體P放在A點處,它將被傳送帶送到C點,且物體P不脫離皮帶,求物體從A點被傳送到C點所用的時間(sin37°=0.6,g=l0m/s2)14如圖所示為一貨物傳送貨物的傳送帶abc. 傳送帶的ab部分與水平面夾角=37°,bc部分與水平面夾角=53°,ab部分長度為4.7m,b
38、c部分長度為3.5m. 一個質(zhì)量為m=1kg的小物體A(可視為質(zhì)點)與傳送帶的動摩擦因數(shù)=0.8. 傳送帶沿順時針方向以速率v=1m/s勻速轉(zhuǎn)動. 若把物體A輕放到a處,它將被傳送帶送到c處,此過程中物體A不會脫離傳送帶.(sin37°=0.6,sin53°=0.8,g=10m/s2) 求:物體A從a處被傳送到b處所用的時間;15.右圖為倉庫中常用的皮帶傳輸裝置示意圖,它由兩臺皮帶傳送機組成,一臺水平傳送,A,B兩端相距3m,另一臺傾斜,傳送帶與地面的傾角,C, D兩端相距4. 45m,B, C相距很近。水平傳送以5m/s的速度沿順時針方向轉(zhuǎn)動,現(xiàn)將質(zhì)量為10kg的一袋大米
39、無初速度地放在A段,它隨傳送帶到達B端后,速度大小不變地傳到傾斜送帶的C點,米袋與兩傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0. 5,g取10m/s2,sin37=0. 6,cos37=0. 8 (1)若CD部分傳送帶不運轉(zhuǎn),求米袋沿傳送帶在CD上所能上升的最大距離; (2)若傾斜部分CD以4ms的速率順時針方向轉(zhuǎn)動,求米袋從C運動到D所用的時間。1【答案】2s解析:物體的運動分為兩個過程,一個過程在物體速度等于傳送帶速度之前,物體做勻加速直線運動;第二個過程是物體速度等于傳送帶速度以后的運動情況,其中速度相同點是一個轉(zhuǎn)折點,此后的運動情況要看mgsin與所受的最大靜摩擦力,若<tan,則繼續(xù)向下加速若
40、tan,則將隨傳送帶一起勻速運動,分析清楚了受力情況與運動情況,再利用相應(yīng)規(guī)律求解即可本題中最大靜摩擦力等于滑動摩擦力大小物體放在傳送帶上后,開始的階段,由于傳送帶的速度大于物體的速度,傳送帶給物體一沿傳送帶向下的滑動摩擦力F,物體受力情況如圖所示物體由靜止加速,由牛頓第二定律得a1=10×(0.60.5×0.8)m/s2=10m/s2物體加速至與傳送帶速度相等需要的時間,t1時間內(nèi)位移由于<tan,物體在重力情況下將繼續(xù)加速運動,當物體速度大于傳送帶速度時,傳送帶給物體一沿傳送帶向上的滑動摩擦力F此時物體受力情況如圖所示,由牛頓第二定律得:設(shè)后一階段物體滑至底端所用
41、的時間為t2,由 ,解得t2=1s,t2=11s(舍去)所以物體由AB的時間t=t1t2=2s2解析:將物體放在傳送帶上的最初一段時間內(nèi)物體沿傳送帶向上做勻加速運動由牛頓第二定律得mgcos37°mgsin37°ma則agcos37°gsin37°0.4 m/s2物體加速至2 m/s所需位移s0 m5 m<L經(jīng)分析可知物體先加速5 m再勻速運動sLs06 m.勻加速運動時間t1 s5 s.勻速運動的時間t2 s3 s.則總時間tt1t2(53) s8 s.答案:8 s三、組合類的傳送帶1【答案】2.4s解析:物體P隨傳送帶做勻加速直線運動,當速度與
42、傳送帶相等時若未到達B,即做一段勻速運動;P從B至C段進行受力分析后求加速度,再計算時間,各段運動相加為所求時間P在AB段先做勻加速運動,由牛頓第二定律,得P勻加速運動的時間,勻速運動時間P以速率v開始沿BC下滑,此過程重力的下滑分量mgsin37°=0.6mg;滑動摩擦力沿斜面向上,其大小為mgcos37°=0.2mg可見其加速下滑由牛頓第二定律,解得t3=1s(另解,舍去)從A至C經(jīng)過時間t=t1t2t3=2.4s2解:物體A輕放在a點后在摩擦力和重力作用下先做勻速直線運動直到和傳送帶速度相等,然后和傳送帶一起勻速運動到b點。在這一加速過程中有加速度運動時間運動距離在a
43、b部分勻速運動過程中運動時間所以物體A從a處被傳送到b和所用的時間3(14分)解:(1)米袋在AB上加速時的加速度(2分)米袋的速度達到=5ms時,滑行的距離,因此米加速一段后與傳送帶一起勻速運動到達B點,到達C點時速度v0=5ms(1分) 設(shè)米袋在CD上運動的加速度大小為a,由牛頓第二定律得 代人數(shù)據(jù)得a=10ms2.(2分) 所以,它能上滑的最大距離.(1分) (2順斜部分傳送帶沿順時針方向轉(zhuǎn)動時,米袋速度減為4ms之前的加速度為 .(1分) 速度減為4m / s時上滑位移為.(1分) 米袋速度等于4ms時,滑動摩擦力方向改變,由于,故米繼續(xù)向上減速運動(1分) 米袋速度小于4ms減為零前
44、的加速度為- .(2分) 速度減到0時上滑位移為(1分) 可見,米袋速度減速到0時,恰好運行到D點。 米袋從C運動到D所用的時間.2分圖14abc一、 物體受力分析1.如圖14所示,畫出物體A 所受的彈力a圖中物體A靜止在斜面上b圖中桿A靜止在光滑的半圓形的碗中c圖中A球光滑 O為圓心, O為重心。2.如圖16所示,小車上固定著一根彎成角的曲桿,桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的球,試分析下列情況下桿對球的彈力的大小和方向:(1)小車靜止;(2)小車以加速度a水平向右運動;(3)小車以加速度a水平向左運動。圖16圖17【審題】此題桿對球的彈力與球所處的運動狀態(tài)有關(guān)。分析時應(yīng)根據(jù)不同的運動狀態(tài)具體分析
45、。(1)小車靜止時,球處于平衡狀態(tài),所受合外力為零,因重力豎直向下,所以桿對球的彈力F豎直向上,大小等于球的重力mg,如圖17甲所示。(2)當小車向右加速運動時,因球只受彈力和重力,所以由牛頓第二定律F=ma得,兩力的合力一定是水平向右。由平行四邊形法則得,桿對球的彈力F的方向應(yīng)斜向右上方,設(shè)彈力F與豎直方向的夾角為,則由三角知識得:F= tan=a/g 如圖17乙所示。 (3)當小車向左加速運動時,因球只受彈力和重力,所以由牛頓第二定律F=ma得,兩力的合力一定是水平向左,由平行四邊形法則得,桿對球的彈力F的方向應(yīng)斜向左上方,設(shè)彈力F與豎直方向的夾角為,則由三角知識得:F= tan=a/g
46、如圖17丙所示可見,彈力的方向與小車運動的加速度的大小有關(guān),并不一定沿桿的方向?!窘馕觥浚?)球處于平衡狀態(tài),桿對球產(chǎn)生的彈力方向豎直向上,且大小等于球的重力mg。(2)當小車向右加速運動時,球受合力方向一定是水平向右,桿對球的彈力方向應(yīng)斜向右上方,與小車運動的加速度的大小有關(guān),其方向與豎直桿成arctan a/g角,大小等于。(3)當小車向左加速運動時,球受合力方向一定是水平向左,桿對球的彈力方向應(yīng)斜向左上方,與小車運動的加速度的大小有關(guān),其方向與豎直桿成arctan a/g角,大小等于。3.如圖19所示為皮帶傳送裝置,甲為主動輪,傳動過程中皮帶不打滑,P、Q分別為兩輪邊緣上的兩點,下列說法
47、正確的是:圖19AP、Q兩點的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動方向相反BP點的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動方向相反,Q點的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動方向相同CP點的摩擦力方向與甲輪的轉(zhuǎn)動方向相同,Q點的摩擦力方向與乙輪的轉(zhuǎn)動方向相反DP、Q兩點的摩擦力方向均與輪轉(zhuǎn)動方向相同【解析】正確答案為B圖1104.如圖110所示,物體A疊放在物體B上,水平地面光滑,外力F作用于物體B上使它們一起運動,試分析兩物體受到的靜摩擦力的方向。圖1125.如圖112所示,A、B兩物體豎直疊放在水平面上,今用水平力F拉物體,兩物體一起勻速運動,試分析A、B間的摩擦力及B與水平面間的摩擦力?!緦忣}】本題分析摩擦力時應(yīng)根據(jù)物體所處的運動狀態(tài)
48、。以A物體為研究對象:A物體在豎直方向上受重力和支持力,二者平衡,假設(shè)在水平方向上A受到B對它的靜摩擦力,該力的方向一定沿水平方向,這樣無論靜摩擦力方向向左或向右,都不可能使A物體處于平衡狀態(tài),這與題中所給A物體處于勻速運動狀態(tài)相矛盾,故A物體不受B對它的靜摩擦力。反過來,B物體也不受A物體對它的靜摩擦力。分析B物體與水平面間的摩擦力可以A、B整體為研究對象。因A、B一起勻速運動,水平方向上合外力為零。水平方向上整體受到向右的拉力F作用,所以水平面對整體一定有向左的滑動摩擦力,而水平面對整體的滑動摩擦力也就是水平面對B物體的滑動摩擦力?!窘馕觥糠治鲆娚?,因A勻速運動,所以A、B間無靜摩擦力,又
49、因A、B整體勻速運動,由平衡條件得,物體B受到水平面對它的滑動摩擦力應(yīng)向左。法3:利用牛頓第三定律來判定此法關(guān)鍵是抓住“力是成對出現(xiàn)的”,先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再確定另一物體受到的靜摩擦力的方向。例6中地面光滑,F(xiàn)使物體A、B一起向右加速運動,A物體的加速度和整體相同,由牛頓第二定律F=ma得A物體所受合外力方向一定向右,而A物體在豎直方向上受力平衡,所以水平方向上受的力為它的合外力,而在水平方向上只有可能受到B對它的靜摩擦力,所以A受到B對它的靜摩擦力方向向右。B對A的摩擦力與A對B的摩擦力是一對作用力和反作用力,根據(jù)牛頓第三定律,B受到A對它的靜摩擦力方向向左。【總結(jié)】
50、靜摩擦力的方向與物體間相對運動趨勢方向相反,判斷時除了用“假設(shè)法”外,還可以根據(jù)“物體的運動狀態(tài)”、及 牛頓第三定律來分析?;瑒幽Σ亮Φ姆较蚺c物體間相對運動的方向相反。6.如圖114甲所示,、疊放于水平地面上,加一水平力,三物體仍靜止,分析、的受力情況。【審題】用隔離法分析:先取為研究對象:受向下的重力、對的支持力。假設(shè)B對A有水平方向的摩擦力,不論方向水平向左還是向右,都與A處的靜止狀態(tài)相矛盾,所以對沒有摩擦力。取為研究對象:受向下的重力、對的壓力、對的支持力、水平力。因處靜止,水平方向受合力為零,根據(jù)平衡條件,對一定有水平向左的摩擦力f。再取為研究對象:受向下的重力、對的壓力,地面對的支持
51、力,由牛頓第三定律得,對的摩擦力向右,因處靜止合力為零,根據(jù)平衡條件,地對的摩擦力f一定水平向左。【解析】A、B、C三物體的受力如圖圖114乙所示甲乙圖1147.如圖115甲所示,物體、靜止,畫出、的受力圖。 【審題】用隔離法分析。先隔離:受重力,外力,由于F的作用,B和A之間的擠壓,所以對有支持力AB,假設(shè)A、B接觸面光滑,物體B將相對A下滑,所以有相對A向下的運動趨勢,B受向上的靜摩擦力fAB。再隔離:受重力,墻對的支持力墻,由牛頓第三定律得,A受到B對它的壓力NBA,水平向左,摩擦力fBA,方向豎直向下。假設(shè)墻是光滑的,物體相對墻將下滑,也就是說物體相對墻有向下的運動趨勢,所以墻對有豎直
52、向上的摩擦力f墻?!窘馕觥緼、B受力如圖115乙所示圖115甲圖115乙總結(jié):此類問題用隔離法分析,應(yīng)注意A、B間、A與墻間的摩擦力的分析,同時要根據(jù)牛頓第三定律分析。圖1168:如圖116所示,用兩相同的夾板夾住三個重為G的物體A、B、C,三個物體均保持靜止,請分析各個物體的受力情況.【審題】要分析各物體的受力情況,關(guān)鍵是分析A、B間、B、C間是否有摩擦力,所以可用先整體后隔離的方法。首先以三物體為一整體。豎直方向上,受重力3G,豎直向下,兩板對它向上的摩擦力,分別為f;水平方向上,受兩側(cè)板對它的壓力N1、N2。根據(jù)平衡條件得,每一側(cè)受的摩擦力大小等于1.5G。然后再用隔離法分析A、B、C的
53、受力情況,先隔離A,A物體受重力G,方向豎直向下,板對它的向上的摩擦力f,大小等于1.5G ,A物體要平衡,就必須受到一個B對它的向下的摩擦力fBA,根據(jù)平衡條件得,大小應(yīng)等于0.5 G , 水平方向上,A物體受板對它的壓力N1和B對它的壓力NBA; 再隔離C,C物體的受力情況與A物體類似. 豎直方向上受重力G、板對它的向上的摩擦力f、B對它的向下的摩擦力fBC,水平方向上受板對它的壓力N2、B對它的壓力NBC。再隔離B,豎直方向上B物體受重力G 、由牛頓第三定律得,B受到A對它的向上的摩擦力fAB 、C對它的向上的摩擦力fCB ,以及水平方向上A對它的壓力NAB和C對它的壓力NCB?!窘馕觥?/p>
54、A、B、C受力如圖圖117所示圖117圖1189:如圖118所示,放置在水平地面上的直角劈M上有一個質(zhì)量為m的物體,若m在其上勻速下滑,仍保持靜止,那么正確的說法是( )A.對地面的壓力等于(M+m)g B.對地面的壓力大于(M+m)g C.地面對沒有摩擦力 D.地面對有向左的摩擦力【解析】整體受力如圖120所示,正確答案為:A、C。三、實驗1用彈簧測力計測量力的大小時,下列使用方法中正確的是 ()A拿起彈簧測力計就進行測量讀數(shù)B先用標準砝碼檢查示數(shù)正確后,再進行測量讀數(shù)C測量前檢查彈簧指針正指零刻線,用標準砝碼檢查示數(shù)正確后,再進行測量讀數(shù)D測量前觀察到彈簧測力計示數(shù)準確指在0.5 N,測量
55、讀取的數(shù)值應(yīng)是示數(shù)減去0.5 N解析:在使用彈簧測力計之前,首先檢查和矯正零點,然后利用標準砝碼檢查證明其準確后,才能去測量一個力的大小,所以A、B錯,C項正確;D項中用減去測量前的示數(shù)的方法也是可行的,所以應(yīng)選C、D.答案:CD2(2010·昆明一中月考)在做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗時,橡皮條的一端固定在木板上,用兩只彈簧測力計把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點,則下列說法中錯誤的是 ()A同一次實驗中,O點位置允許變動B實驗中,只需記錄彈簧測力計的讀數(shù)和O點的位置C實驗中,把橡皮條的另一端拉到O點時,兩個彈簧測力計之間的夾角必須取90°D實驗中,要始終將其中一個
56、彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程,然后調(diào)節(jié)另一彈簧測力計拉力的大小和方向,把橡皮條另一端拉到O點解析:由合力的定義知,只有兩次都把橡皮條拉到同一個位置(O點),實驗中測得的才是合力與分力的等效關(guān)系,故A說法是錯誤的實驗中,除了要記錄彈簧測力計的讀數(shù)、O點的位置以外,還要記錄兩個分力的方向(即繩子拉的方向),故B說法是錯誤的兩個彈簧測力計之間的夾角實際上就是兩個分力的夾角,這個夾角應(yīng)當是任意的,故C說法也是錯誤的實驗中如果始終將其中一個彈簧測力計沿某一方向拉到最大量程,則在調(diào)節(jié)另一個彈簧測力計時很容易使得這個彈簧測力計超過其量程, 是不允許的,故D說法也是錯誤的答案:ABCD3(2010
57、3;濟寧模擬)如圖實34所示,用A、B兩彈簧測力計拉橡皮條,使其伸長到O點(),現(xiàn)保持A的讀數(shù)不變,而使夾角減小,適當調(diào)整彈簧測力計B的拉力大小和方向,可使O點保持不變,這時: (1)B的示數(shù)應(yīng)是()A一定變大 B一定不變C一定變小 D變大、不變、變小均有可能(2)夾角的變化應(yīng)是 ()A一定變大 B一定不變C一定變小 D變大、不變、變小均有可能解析:“使O點保持不變”即表示A、B拉力的合力的大小和方向不變,則以O(shè)為圓心,以A的拉力大小為半徑畫圓弧如圖所示,根據(jù)平行四邊形定則,按題意減小,可知B的拉力的大小和方向均發(fā)生相應(yīng)的變化,由圖可知B的拉力的大小和角度都將變小,故(1)、(2)均選C.答案
58、:(1)C(2)C4在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中,在水平放置的木板上 固定一張白紙,把橡皮筋的一端固定在O點,另一端A拴兩個細繩套, 如圖實35所示(1)實驗所用的測量器材還有_(2)寫出以后的實驗步驟解析:(1)彈簧測力計、三角板(2) 實驗步驟如下:用一個彈簧測力計鉤住細繩套,拉A至某點P.在紙上標出P點,記下拉力F的方向和大小用兩個彈簧測力計互成角度分別拉住兩個細繩套,拉A至同樣的位置P,在紙上記下兩個力F1、F2的方向和大小過P點用統(tǒng)一標度作出F、F1、F2的圖示 用平行四邊形定則作出F1、F2的合力F.比較F和F,看是否重合(大小、方向誤差多大)答案:見解析5某同學(xué)做“驗證力
59、的平行四邊形定則”的實驗,主要步驟如下:A在桌面上放一塊方木板,在方木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在方木板上;B用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點,在橡皮條的另一端拴上兩條細繩,細繩的另一端系著繩套;C用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長,結(jié)點到達某一位置O.記下O點的位置,讀出兩個彈簧測力計的示數(shù);D按選好的標度,用鉛筆和刻度尺作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示,并用平行四邊形定則作出合力F;E只用一個彈簧測力計,通過繩套拉橡皮條使其伸長,讀出彈簧測力計的示數(shù),記下細繩的方向,按同一標度作出這個力F的圖示;F比較力F和F的大小和方向,看它們是否相同,得出結(jié)論上述步驟中:(1)有重要遺漏內(nèi)容的步驟的序號是_和_;(2)遺漏的內(nèi)容分別是_和_解析:用兩個彈簧測力計將結(jié)點拉至O點時,除讀出兩彈簧測力計的示數(shù)外,還應(yīng)記下兩拉力的方向,當只用一個彈簧測力計拉橡皮條時,必須將結(jié)點拉至O點答案:(1)CE(2)描下兩力的方向結(jié)點拉至O點6某同學(xué)在做“互成角度的兩個力的合成”的實驗時,利用坐標紙記下了橡皮筋的結(jié)點位置O點以及兩只彈簧測力計拉力的大小,如圖實37(a)
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