(9分)如图所示,质量M=10kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,滑动摩擦系数μ=0.02.在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑。当物块在斜面

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 匀变速直线运动/2022-08-28 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(9分)如图所示,质量M=10kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,滑动摩擦系数μ=0.02.在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑。当物块在斜面上滑行路程s=1.4m时,其速度v=1.4m/s.在这过程中木楔没有动,求地面对木楔的摩擦力的大小和方向?

◎ 答案

见解析

◎ 解析

由匀加速运动的公式v2-v02=2as,得物块沿斜面下滑的加速度为:
 a=v2/(2s)=1.42/(2×1.4)=0.7m/s2 
①     由于a<gsinθ=5米/秒,可知物块受到摩擦力作用。分析物块受力,它受三个力,如图所示,对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,由牛顿定律,有:

mgsinθ-f1=ma  ②
mgcosθ-N1=0   ③
分析木楔受力,它受五个力作用,如图所示,对于水平方向,由牛顿定律,有:
f2+f1cosθ-N1sinθ=0,④
由此可解得地面作用于木楔的摩擦力:
f2=N1sinθ-f1cosθ=mgcosθsinθ-(mgsinθ-ma)cosθ=macosθ=1×0.7×(2/3)=0.61N此力的方向与图中所设的一致(由C指向B的方向)
本题考查匀变速直线运动公式的应用,物体匀加速下滑,由速度与位移的关系式可求得加速度大小,由于此加速度小于gsinθ可判断物体一定受摩擦力作用,分析物体的受力情况,建立直角坐标系,在垂直斜面方向上受力平衡,在沿着斜面方向上合外力提供加速度,由此可求得摩擦力和正压力大小,再以木楔为研究对象,水平方向受力平衡,可求得地面对木楔的摩擦力大小

◎ 知识点

    专家分析,试题“(9分)如图所示,质量M=10kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,滑动摩擦系数μ=0.02.在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑。当物块在斜面…”主要考查了你对  【匀变速直线运动】  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。

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