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机械能守恒定律
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擦黑板也许同学们都经历过,手拿黑板擦在竖直的黑板面上,或上下或左右使黑板擦与黑板之间进行滑动摩擦,将黑板上的粉笔字等擦干净。已知黑板的规格是:4.5×1.5m2,黑板的下
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 互联网
◎ 题目
擦黑板也许同学们都经历过,手拿黑板擦在竖直的黑板面上,或上下或左右使黑板擦与黑板之间进行滑动摩擦,将黑板上的粉笔字等擦干净。已知黑板的规格是:4.5×1.5m
2
,黑板的下边沿离地的高度为0.8m,若小黑板擦(可视为质点)的质量为0.1kg,现假定某同学用力将小黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦黑板,当手臂对小黑板擦的作用力F与黑板面成45°角时,F=20 N,他所能擦到的最大高度为2.05m,g取10m/s
2
。求:
(1)此小黑板擦与黑板之间的滑动摩擦系数;
(2)如该同学擦到最高位置时意外让小黑板擦沿黑板面竖直向下滑落,则小黑板擦砸到黑板下边沿的速度大小;
(3)擦黑板时有这样的现象:粉笔字的位置越高或越远的地方,已经用力较大却还是不容易擦干净,请用物理知识简要解释。
◎ 答案
解:(1)小黑板擦向上缓慢移动,处于平衡状态,它的受力如图
水平方向:N-F·sinθ=0
竖直方向:F·cosθ-mg-f=0,f=μN
μ=
=0.93
(2)小黑板擦可看成质点,它向下滑落的过程与黑板间无摩擦,它作自由落体运动。由于只受重力,所以机械能守恒。得:
mgh=
mv
2
v=
=5m/s
(3)在手臂的用力大小相同时,由f=μF·cosθ可知:作用点的高度越高,手臂与黑板面的夹角越小,黑板擦与黑板间的摩擦力也就越小,所以,手臂与黑板面的夹角越小的地方越不容易擦干净。
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“擦黑板也许同学们都经历过,手拿黑板擦在竖直的黑板面上,或上下或左右使黑板擦与黑板之间进行滑动摩擦,将黑板上的粉笔字等擦干净。已知黑板的规格是:4.5×1.5m2,黑板的下…”主要考查了你对 【共点力的平衡】,【机械能守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/367220.html
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