如图所示,竖直平面内放一直角杆,杆的水平部分粗糙,竖直部分光滑,两部分各套有质量分别为mA=2.0kg和mB=1.0kg的小球A和B,A球与水平杆间动摩擦因数μ

如图所示,竖直平面内放一直角杆,杆的水平部分粗糙,竖直部分光滑,两部分各套有质量分别为mA=2.0kg和mB=1.0kg的小球A和B,A球与水平杆间动摩擦因数μ

题型:不详难度:来源:
如图所示,竖直平面内放一直角杆,杆的水平部分粗糙,竖直部分光滑,两部分各套有质量分别为mA=2.0kg和mB=1.0kg的小球A和B,A球与水平杆间动摩擦因数μ=0.20,A,B间用不可伸长的轻绳相连,图示位置处OA=1.5m,OB=2.0m,g取10m/s2.(1)若用水平力F沿杆向右拉A,使A由图示位置向右极缓慢地移动0.5m,则该过程中拉力F1作了多少功?
(2)若用水平力F2沿杆向右拉A,使B以1m/s的速度匀速上升,则在B经过图示位置上升0.5m的过程中,拉力F2做了多少功?魔方格
答案
(1)对AB整体受力分析,受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1,如图

魔方格

根据共点力平衡条件,有
竖直方向:N=G1+G2
水平方向:F1=f+N1
其中:f=μN
解得
N=(m1+m2)g=30N
f=μN=0.2×30N=6N
对整体在整个运动过程中运用动能定理列式,得到
WF-fs-m2g•h=0
根据几何关系,可知求B上升距离h=0.5m
故拉力F1作功WF=fs+m2g•h=6×0.5J+1×10×0.5J=8J.
(2)设细绳与竖直杆的夹角为θ,由于绳子不可伸长,则有vBcosθ=vAsinθ,
得到B上升0.5m过程A的初速度为vA1=vBcotθ1=
4
3
m/s,末速度为vA2=vBcotθ2=
3
4
m/s
由动能定理得WF-fs-m2g•h=
1
2
m
v2A2
-
1
2
m
v2A1

解得,WF=6.8J.
答:(1)力F1作功为8J.
(2)力F2作功为6.8J.
举一反三
如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行,木块同时受到向右的拉力F的作用,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2,则(  )
A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
C.当F>μ2(m+M)g时,木板便会开始运动
D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
魔方格
题型:滨州三模难度:| 查看答案
当物体从高空下落时,空气阻力(不计空气的浮力)会随物体的速度增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度.研究发现,在相同环境条件下,球形物体的终极速度仅与球的半径和质量有关(g取10m/s2)下表是某次研究的实验数据:
题型:揭阳模拟难度:| 查看答案
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小球编号ABCD
小球的半径(×10-2m)0.50.51.01.5
小球的质量(×10-3kg)25545
小球的终极速度(m/s)16401040
某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案.如图示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端.开始时小球和滑块均静止,剪短细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音.用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移x.(空气阻力对本实验的影响可以忽略)
①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为______.
②滑块与斜面间的动摩擦因数为______.
③以下能引起实验误差的是______.
a.滑块的质量                b.当地重力加速度的大小
c.长度测量时的读数误差      d.小球落地和滑块撞击挡板不同时.魔方格
如图所示,质量为M的斜劈形物体放在水平地面上,质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的粗糙面向上滑,至速度为零后又加速返回,而物体M始终保持静止,则在物块m上、下滑动的整个过程中(  )
A.地面对物体M的摩擦力先向左后向右
B.地面对物体M的摩擦力方向没有改变
C.地面对物体M的支持力总小于(M+m)g
D.地面对物体M的摩擦力大小不同
魔方格
如图所示,质量为1kg的匀质滑块静止在光滑水平面上,大小恒为1N的力F作用于滑块的重心上,开始时F为水平方向,并以重心为轴在竖直平面内逆时针方向匀速转过180°后立即撤去,则在整个过程中(  )
A.力F撤去后,滑块向左匀速运动
B.滑块运动的位移为零
C.滑块在每一时刻所受的合力都不为零
D.滑块先做加速运动后做减速运动
魔方格