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选做题A、2009年入冬以来我市多次降雪,雪后两位同学在雪地做拉雪橇的游戏.如图所示,在水平雪地上,质量为M=35kg的小红,坐在质量为m=5kg的雪橇上,小莉用与水平方向成37°斜向上
题目详情
选做题 A、2009年入冬以来我市多次降雪,雪后两位同学在雪地做拉雪橇的游戏.如图所示,在水平雪地上,质量为M=35kg的小红,坐在质量为m=5kg的雪橇上,小莉用与水平方向成37°斜向上的拉力拉雪橇,拉力大小为F=100N,雪橇与地面间的动摩擦因数为μ=0.2,(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求: (1)雪橇对地面的压力大小; (2)雪橇运动的加速度大小; B、风洞实验室中可以产生水平方向的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径.如图所示. ①当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上匀速运动.这时小球所受风力为小球重力的0.5倍,试求小球与杆间的滑动摩擦因数; ②保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需的时间为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s 2 ) |
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答案和解析
A:选小红和雪橇整体为研究对象,其受力如图所示. (1)在y轴上由物体平衡条件得: F N +Fsinθ=(M+m)g 解得:F N =(M+m)g-Fsinθ=340N, 由牛顿第三定律知雪橇对地面压力大小为: F N ′=F N =340N, (2)在x轴上由牛顿第二定律得: Fcosθ-F f =(M+m)a 又由:F f =μF N , 解得:a=0.3m/s 2 , 答:(1)雪橇对地面的压力大小为340N; (2)雪橇运动的加速度大小为0.3m/s 2 ; B:①设小球受的风力为F,小球的质量为m,因小球做匀速运动, 则F=μmg,F=0.5mg,所以μ=0.5. ②对小球受力分析如图所示, 由牛顿第二定律,得 N+Fsinθ=mgcosθ Fcosθ+mgsinθ-f=ma 又f=μN 联立以上三式可得a=0.75g 由s=
答:①小球与杆间的滑动摩擦因数为0.5; ②小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需的时间为
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