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

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 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:4.5×1.5m2,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/s2。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=mv2
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。

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