C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是2mgsinθ
D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mgsinθ
例4.如图,在倾角为α的固定光滑斜面上,有一用绳子栓着的长木板,木板上站着一只猫.已知木板的质量是猫的质量的2倍.当绳子突然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变.则此时木板沿斜面下滑的加速度为( )
A.
sinαB.gsinαC.
gsinαD.2gsinα
类型二,动态牛顿第二定律
例1.(多选)如图甲所示,劲度系数为k的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处自由下落,接触弹簧后继续向下运动.若以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下建立一坐标轴Ox,小球的速度v随时间t变化的图象如图乙所示.其中OA段为直线,切于A点的曲线AB和BC都是平滑的曲线,则关于ABC三点对应的x坐标及加速度大小,下列说法正确的是( )
A.xA=h,aA=0
B.xA=h,aA=g
C.xB=h+
,aB=0
D.xC=h+
,aC=0
例2.(多选)某中学物理实验小组利用DIS系统(数字化信息实验室系统),观察超重和失重现象.他们在学校电梯内做实验.在电梯天花板上固定一个力传感器,测量时挂钩向下,并在钩上悬挂一个重为10N的钩码,在电梯运动过程中,计算机显示屏上显示出如图所示图线.则下列说法中正确的是( )
A.t1到t2时间内,钩码处于失重状态,t3到t4时间内,钩码处于超重状态
B.t1到t2时间内,电梯一定正在向下运动,t3到t4时间内,电梯可能正在向上运动
C.t1到t4时间内,电梯可能先加速向下,接着匀速向下,再减速向下
D.t1到t4时间内,电梯可能先加速向上,接着匀速向上,再减速向上
例3.(多选)一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度,小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中,他的运动速度随时间的变化图象如图所示(规定竖直向下为正方向,不计空气阻力),图中时刻t1、t2、t3、t4、t5、t6为已知,Oa段和de段为直线,则根据此图象可知( )
A.t2时刻,小孩运动到最低点
B.0~t2时间段内,小孩始终处于失重状态
C.t2~t4时间段内,小孩始终处于超重状态
D.t5~t6时间段内,小孩始终处于完全失重状态
4.(多选)“蹦极”是一项非常刺激的体育运动.某人身系弹性绳自高空P点自由下落,图中a点是弹性绳的原长位置,c是人所到达的最低点,b是人静止悬吊着时的平衡位置,人在从P点下落到最低点c点的过程中( )
A.在Pa段做自由落体运动,处于完全失重状态
B.ab段绳的拉力小于人的重力,人处于失重状态
C.bc段绳的拉力大于人的重力,人处于超重状态
D.c点,人的速度为零,处于平衡状态
27.(多选)蹦极”是一项刺激的极限运动,质量为m的运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处,从几十米高处跳下.在某次蹦极中,弹性绳弹力F的大小随时间t的变化图象如图所示.将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,弹性绳中弹力与伸长量的关系遵循胡克定律,空气阻力不计.下列说法正确的是( )
A.t1~t2时间内运动员处于超重状态
B.t4时刻运动员具有向上的最大速度
C.t3时刻运动员的加速度为零
D.t3时刻弹性绳弹力F大于2mg
例5.如图甲所示,木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探究物块在方向始终平行于斜面且指向A端、大小为F=8N的力作用下的加速度与斜面倾角的关系.已知物块的质量m=1kg,通过DIS实验,得到如图乙所示的加速度与斜面倾角的关系图线.若物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力,g取10m/s2.
(1)图乙中图线与纵轴交点的纵坐标a0是多大?
(2)若图乙中图线与θ轴交点的横坐标分别为θ1和θ2,当斜面倾角处于这两个角度时摩擦力指向何方?
说明在斜面倾角处于θ1和θ2之间时物块的运动状态.
(3)如果木板长L=2m,倾角为37°,物块在力F的作用下由O点开始运动,为保证物块不冲出木板
5.电梯的顶部挂一个弹簧测力计,测力计下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时,弹簧测力计的示数为10N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧测力计的示数变为8N,关于电梯的运动(如图所示),以下说法正确的是(g取10m/s2)( )
A.电梯可能向上加速运动,加速度大小为4m/s2
B.电梯可能向下加速运动,加速度大小为2m/s2
C.电梯可能向下减速运动,加速度大小为2m/s2
D.电梯可能向下减速运动,加速度大小为4m/s2
46.一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4.5m,如图(a)所示.t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板.已知碰撞后1s时间内小物块的v-t图线如图(b)所示.木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10m/s2.求:
(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2;
(2)木板的最小长度;
(3)木板右端离墙壁的最终距离.
47.如图所示,某货场将质量为m1=100kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道,使货物从轨道顶端无初速滑下,轨道半径R=1.8m.地面上紧靠轨道放置两完全相同的木板A、B,长度均为l=2m,质量均为m2=100kg,木板上表面与轨道末端相切.货物与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2.(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10m/s2)
(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力.
(2)若货物滑上木板A时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求μ1应满足的条件.
(3)若μ1=0.5,求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间.
48.质量M=3kg的长木板放在光滑的水平面上.在水平恒力F=11N作用下由静止开始向右运动.如图所示,当速度达到1m/s时将质量m=4kg的物块轻轻放到木板的右端,已知物块与木板间动摩擦因数μ=0.2,物块可视为质点.(g=10m/s2).求:
(1)物块刚放在木板上时,物块和木板加速度分别为多大?
(2)木板至少多长才能使物块与木板最终保持相对静止?
(3)物块与木板相对静止后,物块受到的摩擦力为多大?
49.如图所示,长为L的平板车,质量为m1,上表面到水平地面的高度为h,以速度v0向右做匀速直线运动,A、B是其左右两个端点.从某时刻起对平板车施加一个水平向左的恒力F,与此同时,将一个质量为m2的小物块轻放在平板车上的P点(小物块可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),PB=
,经过一段时间,小物块脱离平板车落到地面.已知小物块下落过程中不会和平板车相碰,所有摩擦力均忽略不计,重力加速度为g.求:
(1)小物块从离开平板车开始至落到地面所用的时间;
(2)小物块在平板车上停留的时间.
50.光滑水平面上,足够长的木板质量M=8kg,由静止开始在水平恒力F=8N作用下向右运动,如图所示,当速度达到1.5m/s时,质量m=2kg的物体轻轻放到木板的右端.已知物体与木板之间的动摩擦因数μ=0.2.取g=10m/s2.求:
(1)物体放到木板上以后,经多长时间物体与木板相对静止?
在这段时间里,物体相对木板滑动的距离多大?
(2)在物体与木板相对静止以后,它们之间的摩擦力多大?
51.如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g.
(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;
(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;
(3)本实验中,m1=0.5kg,m2=0.1kg,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1m,取g=
10m/s2.若砝码移动的距离超过l=0.002m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?
52.如图所示,质量M=4.0kg的长木板B静止在光滑的水平地面上,在其右端放一质量m=1.0kg的小滑块A(可视为质点),初始时刻,A、B分别以v0=2.0m/s向左、向右运动,最后A恰好没有滑离B板.已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.40,取g=10m/s2.求:
(1)A、B相对运动时的加速度aA和aB的大小与方向;
(2)A相对地面速度为零时,B相对地面运动已发生的位移大小x;
(3)木板B的长度l.
53.质量M=9kg、长L=1m的木板在动摩擦因数μ1=0.1的水平地面上向右滑行,当速度v0=2m/s时,在木板的右端轻放一质量m=1kg的小物块如图所示.当小物块刚好滑到木板左端时,物块和木板达到共同速度.取g=10m/s2,求:
(1)从木块放到木板上到它们达到相同速度所用的时间t;
(2)小物块与木板间的动摩擦因数μ2.
54.如图所示,厚度不计的薄板A长L=5.0m,质量M=5.0kg,放在水平桌面上.在A上距其右端s=3.0m处放一物体B(大小不计),其质量m=2.0kg,已知A、B间的动摩擦因数μ1=0.1,A与桌面间的动摩擦因数μ2=0.2,原来系统静止.现在在板的右端施加一大小一定的水平力F=26N,持续作用在A上,将A从B下抽出.(g=10m/s2)求:
(1)A从B下抽出前A、B的加速度各是多少;
(2)B运动多长时间离开A.
55.如图所示,质量M=8kg的小车B放在光滑的水平面上,在小车右端加一个水平向右的恒力F=8N.当小车向右运动的速度达到v0=1.5m/s时,在小车右端轻轻地放上一个大小不计、质量m=2kg的小物块A,物块与小车间的动摩擦因数为μ=0.2,小车足够长,g=10m/s2.求从A放上小车经过t=1.5s后A的位移大小.