如图所示,光滑水平面上放着长为L=1.6m,质量为M=3.0kg的木板,一个质量为m=1.0kg的小木块放在木板的最右端,m与M之间的木擦因数μ=0.1,今对木

如图所示,光滑水平面上放着长为L=1.6m,质量为M=3.0kg的木板,一个质量为m=1.0kg的小木块放在木板的最右端,m与M之间的木擦因数μ=0.1,今对木

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如图所示,光滑水平面上放着长为L=1.6m,质量为M=3.0kg的木板,一个质量为m=1.0kg的小木块放在木板的最右端,m与M之间的木擦因数μ=0.1,今对木板施加一水平向右的拉力F.(1)施力F后,要想把木板从木块m的下方抽出来,求力F的大小应满足的条件;
(2)如果所施力F=10N,为了把木板从m的下方抽出来,此力的作用时间不得少于多少?(g取10m/s2
答案
(1)当m刚开始滑动时,加速度a=μg,
对整体分析,F=(M+m)a=4×0.1×10N=4N.
所以F>4N时,木板才能从木块m的下方抽出来.
(2)设木块滑到木板最左端速度恰好与木板相同时,水平力作用的时间为t,相同速度v,此过程木板滑行的距离为S.
对系统:
根据动量定理得
Ft=(M+m)v ①
根据动能定理得
FS-μmgL=
1
2
(M+m)v2

又由牛顿第二定律得到木板加速运动的加速度为
a=
F-μmg
M

此过程木板通过的位移为S=
1
2
at2

联立上述四式得t=0.8s.
答:(1)力F的大小应满足的条件是F>4N.
(2)力的作用时间不得少于0.8s.
举一反三
如上右图所示,在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面体,斜面上有一质量为m的物块沿斜面下滑.关于物块下滑过程中对斜面压力大小的解答,有如下四个表达式.要判断这四个表达式是否合理,你可以不必进行复杂的计算,而是根据所学的物理知识和物理方法进行分析,从而判断解的合理性.根据你的判断,下述表达式中可能正确的是(  )
A.
Mmgsinθ
M-msin2θ
B.
Mmgsinθ
M+msin2θ
C.
Mmgcosθ
M-msin2θ
D.
Mmgcosθ
M+msin2θ

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一个质量为60kg的体操运动员做“单臂大回环”训练,用一只手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动,如图所示.要完成此动作,运动员的臂力至少为(忽略空气阻力,g取10m/s2)(  )
A.约600NB.约2400NC.约3000ND.约3600N

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如图所示,在倾角是30°的光滑斜面上,有一长为l的轻杆,杆的一端固定着一个小球,另一端绕垂直于斜面的光滑轴做圆周运动,运动到最高点速度是


gl
.(  )
A.在最高点时,杆对球的作用力为0
B.在最高点时,杆对球的作用力沿杆向上
C.在最高点时,杆对球的作用力沿杆向下
D.在最低点时,杆对球的作用力沿杆向上,大小是
7
2
mg

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如图所示,木块质量m=1.04kg,在与水平方向成θ=37°角、斜向右上方的恒定拉力F作用下,以a=2.0m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动,在3s末时撤去拉力F.已知木块与地面间的动摩擦因数μ=0.4,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)拉力F的大小
(2)物体在5s内滑行的总位移.
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如图甲所示,水平传送带的长度L=5m,皮带轮的半径R=0.1m,皮带轮以角速度(ω-ω0)t=2π顺时针匀速转动.现有一小物体(视为质点)以水平速度v0从A点滑上传送带,越过B点后做平抛运动,其水平位移为s.保持物体的初速度v0不变,多次改变皮带轮的角速度ω,依次测量水平位移s,得到如图乙所示的s-ω图象.回答下列问题:
(1)当0<ω<10rad/s时,物体在A、B之间做什么运动?
(2)B端距地面的高度h为多大?
(3)物块的初速度v0多大?
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