高一物理个单元经典例题(3)

(C)水平地面对物体A的支持力逐渐增大 (D)水平地面对物体A的摩擦力逐渐减小

解:物体A的速度u跟物体B的速度v满足: v＝ucosθ

在v保持不变的情况下,u随着θ的变化而变化:物体A的运动不是匀 速运动.

由物体B匀速运动,可知绳子对物体B的拉力保持不变. 绳子对 物体A的拉力T的大小总等于绳子对B的拉力,也是不变的.

物体A的受力情况如图3-5所示,将 T沿水平方向和竖直方向分解 为Tx、Ty,随着θ的减小,Tx逐渐增大,Ty逐渐减小.作用于物体A的 Ty、支持力N、重力G，三者满足： Ty+N＝G

N随着Ty的减小而增大.根据 f＝μN

水平地面对物体A的滑动摩擦力f随着N的增大而增大 综上所述,选项(C)正确.

例题7 一质点自倾角为α的斜面上方P点沿光滑的斜槽PB从静 止开始下滑,如图3-6所示,为使质点在最短的时间内从P点到达斜面, 则斜槽与竖直方向的夹角β应等于______.

高一物理个单元经典例题

解:如图3-6作PC垂直于斜面,垂足为C.则∠CPA＝α,∠CPB＝α- β.应用牛顿第二定律可得,质点从斜面上下滑时,加速度为 a＝gcosβ 应用匀变速直线运动公式可得

2

PB＝(1/2)at

2

即 t＝2PB/a＝2[PC/cos(α-β)]/(gcosβ)

2

即 t＝2PC/[gcos(α-β)cosβ] 当 α-β＝β , 即 β＝α/2 时 , 2

t取最小值,t取最小值,质点在最短的时间内从P点到达斜面.

例题8 图3-7中A为电磁铁,C为胶木秤盘,A和C(包括支架)的总质 量为M,B为铁片,质量为m,整个装置用轻绳悬挂于O点. 当电磁铁通 电,铁片被吸引上升的过程中,轻绳上拉力F的大小为( ). (A)F＝Mg (B)Mg＜F＜(M+m)g

(C)F＝(M+m)g (D)F＞(M＋m)g (1992年高考上海卷试题)

解:铁片离开秤盘时, 电磁铁对它的向上的拉力一定大于地球 对它的重力mg.铁片在上升中,逐渐靠近电磁铁,电磁铁对它向上的 吸引力逐渐增加,仍大于mg.

根据牛顿牛顿第三定律,铁片对电磁铁向下的吸引力, 电磁铁 对铁片的吸引力大小相等,大于mg.

A和C组成的系统,受力平衡:绳子施加的拉力,等于系统的重力, 与铁片对电磁铁向下的吸引力之和,大于(Mg+mg).选项(D)正确.

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例题9 把一个质量m＝4Kg的长方体木块,分割成两个三棱柱形 木块A和B,角α＝30°,然后再对到一起,放在光滑的水平面上, 如

图3-8所示.用大小为8N的水平力F沿图示方向推A, A、B 组成的长方体 保持原来的形状,沿力的作用方向平动. (1)求A对B的作用力. (2)求A对B的静摩擦力.

解:(1)A和B的加速度a,都是沿F方向.B的加速度是A对B的作用 力Q产生的.所以,Q的方向跟F的方向相同,如图3-9所示. 对A、B组成的系统应用牛顿第二定律:

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a＝F/m＝(8/4)m/s＝2m/s 对B应用牛顿第二定律: Q＝(m/2)a＝2×2N＝4N

(2)A对B的作用力Q是A对B的压力N和静摩擦力f的合力( 也可以 说,Q可以分解为N和f),如图3-10(俯视图)所示.静摩擦力的大小为 f＝Q/2＝2N

例题10 如图3-11所示,A和B质量相等均为m,A与B之间的动摩擦 因数为μ1,静摩擦因数为μ2,B与地面之间的动摩擦因数为μ3.原 来在水平拉力F的作用下,A和B彼此相对静止 ,相对地面匀速运动( 图3-11(a).撤消F后,A和B彼此保持相对静止,相对地面匀减速运动( 图3-11(b).则A、B相对地面匀减速运动的过程中,A、B 之间的摩擦 力的大小为

高一物理个单元经典例题

(A)μ1mg (B)μ2mg (C)μ3mg (D)F/2

解：B与地面之间的压力支持力大小始终等于A、B两个物体的 总重力,因此地面对B的滑动摩擦力的大小始终为 f＝μ3(2mg)

A、B匀速运动时,受力平衡: F＝f

A、B一起以加速度a做减速运动时,对于A、B组成的系统来说,地面 对B的滑动摩擦力f就是合外力,等于(2ma);对于A来说,B对A的静摩 擦力f1就是合力,等于(ma).于是 f1＝f/2 综合以上三式得: f1＝μ3mg 和 f1＝F/2 本题选(C)(D).

说明:因为A、B没有相对运动,所以A、B之间的动摩擦因数μ1 用不到;因为B对A的静摩擦力不一定是最大静摩擦力,所以A、B 之 间的静摩擦因数μ2用不到.

例题11 如图3-12所示,质量为mA、mB的两个物体A和B 用跨过光 滑滑轮的细绳相连.A沿倾角为θ的斜面向下加速下滑.A、B两物体 加速度的大小相同,等于a.楔形物体C的下表面是光滑的.求台阶对 C水平方向的作用力的大小

.

解：如图3-13,将物体A的加速度 a沿水平方向和竖直方向分解, 水平分加速度为

ax＝acosθ；

物体B的加速度是向上的,没有水平分量；滑轮质心的加速度为零. 在水平方向上,对由A、B、C以及滑轮，组成的系统， 应用质 点组牛顿第二定律,有 F＝mAax. 由以上两式得

F＝mAacosθ .

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例题12 如图3-14所示,三个质量相同,形状相同的楔形物体, 放 在水平地面上.另有三个质量相同的小物体, 分别从斜面顶端沿斜 面下滑.由于小物体跟斜面间的动摩擦因数不同, 第一个小物体匀 加速下滑;第二个物体匀速下滑; 第三个小物体以一定的初速度匀 减速下滑. 三个楔形物体都保持静止,水平面对它们的支持力分别 为N1、N2、N3,则

(A)N1＝N2＝N3 (B)N1＜N2＜N3 (C)N1＞N2＞N3

解:楔形物体和小物体组成的系统受到的外力是: 水面地面对 楔形物体的支持力,地球对楔形物体和小物体的重力, 以及水平地 面施加于楔形物体的沿着接触面的静摩擦力.

小物体匀加速下滑时,加速度沿斜面向下, 将加速度向水平方 向和竖直方向分解时,竖直方向的分加速度是向下的. 根据质点组 牛顿第二定律,竖直方向的作用力的合力向下,所以支持力N 1小于 两者的重力之和.

小物体匀速下滑时,加速度为零.支持力N 2等于两者的重力之 和.

小物体减速下滑时,加速度沿斜面向上, 将加速度沿水平方向 和竖直方向分解时,竖直方向的分加速度向上. 根据质点组牛顿第 二定律，竖直方向作用力的合力向上，支持力N 3大于两者的重力 之和.

本题选(B).

例题13 如图3-15,光滑水平面上有一块木板,质量为M＝4Kg, 长 为L＝1.4m.木板右端放着一个小滑块,小滑块质量为m＝1Kg, 尺寸 远小于L,与木板之间的动摩擦因数为μ＝0.4.原来它们都静止,现 在大小为F＝28N的水平力向右拉木板,使滑块从木板左端掉下, 此 力作用时间至少为多长?

解:根据题意,水平力作用一段时间后,滑块会从左端掉下. 这 暗示我们,水平力开始作用期间,木板向右的加速度较大,速度较大, 滑块向右的加速度较小,速度较小.在滑块尚未滑到木板左端时,如 水平力停止作用,那么在一段时间内,木板向右的速度仍大于滑块, 那么此后经一段时间滑块有可能从左端掉下,那时, 木板向右的速 度应大于等于木板向右的速度.

由此可知,水平力作用适当的一段时间t1后, 木板向右的速度 比滑块向右的速度大,大适当的数值,然后撤去水平力,当两者的速 度正好相等时,滑块从木板左端掉下.t 1就是水平力作用的最短时 间.

向右的水平力F开始作用后,木板除受到这个力外,还受到向左 的滑块施加的滑动摩擦力

高一物理个单元经典例题

f＝μmg＝4N 木板的加速度向右,大小为

2

(F-f)/M＝6m/s

滑块 …… 此处隐藏：3233字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……