(12分)如图所示,一质量为M=5kg的斜面体放在水平地面上,斜面体与地面的动摩擦因数为μ1=0.5,斜面高度为h=0.45m,斜面体与小物块的动摩擦因数为μ2=0.8,小物块的质量为m=

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(12分)如图所示,一质量为M=5 kg的斜面体放在水平地面上,斜面体与地面的动摩擦因数为μ1=0.5,斜面高度为h=0.45 m,斜面体与小物块的动摩擦因数为μ2=0.8,小物块的质量为m=1kg,起初小物块在斜面的竖直面上的最高点。现在从静止开始在M上作用一水平恒力F,并且同时释放m,取g=10 m/s2,设小物块与斜面间最大静摩擦力等于它们之间的滑动摩擦力,小物块可视为质点。问:

(1)要使M、m保持相对静止一起向右做匀加速运动,加速度至少多大?
(2)此过程中水平恒力至少为多少?

◎ 答案

(1) a≥12.5 m/s2 (2) F≥105 N 

◎ 解析

(1)以m为研究对象,根据牛顿第二定律,有:
竖直方向: mg-Ff=0   (2分)
水平方向: FN=ma     (2分)
又 Ff≤μ2FN       (2分)
联立解得: a≥12.5 m/s2   (2分)
(2)以小物块和斜面体为整体作为研究对象,由牛顿第二定律得:
F-μ1(M+m)g=(M+m)a   (2分)
得:  F≥105 N    (2分)
本题考查对牛顿第二定律的应用,m参与了两个分运动,竖直方向上的静止,水平方向上的匀加速直线运动,在竖直方向上重力等于摩擦力,由于没有发生相对滑动,所以摩擦力小于等于最大静摩擦力,由此可求得加速度取值范围,以小物块和斜面体为整体作为研究对象,由牛顿第二定律可求得推力F的取值

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)如图所示,一质量为M=5kg的斜面体放在水平地面上,斜面体与地面的动摩擦因数为μ1=0.5,斜面高度为h=0.45m,斜面体与小物块的动摩擦因数为μ2=0.8,小物块的质量为m=…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  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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