1.浙江省镇海中学2012届高三级五月份模拟考试理科综合物理试题
有一段长为L,与水平面夹角为θ的斜坡路面,一质量为m的木箱放在斜坡底端,质量为4m的人想沿斜坡将木箱推上坡顶,人在地面无滑走动时,人与路面之间的摩擦力是静摩擦力,计算中可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g,已知人与路面之间的动摩擦因数为,人是沿与斜坡平行的方向用力推木箱的,求:
(1)假设木箱与路面间无摩擦,人推着木箱一起以加速度a向上运动,人受到路面的摩擦力多大?
(2)若木箱与路面间的动摩擦因数也为,则人推木箱一起能获得的最大加速度大小是多少?
(3)若木箱与路面间的动摩擦因数也为,要将木箱由坡底运送到坡顶,人推木箱一起运动的最短时间是多少?
【详解】(1)把人和木箱作为整体,根据牛顿第二定律
(2分)
得: (3分)
(2)要使木箱能获得的最大加速度,则人与地面间的摩擦力达到最大值。
把人和木箱作为整体,根据牛顿第二定律
(3分)
得: (2分)
(3)要使木箱由坡底运送到坡顶,人推木箱的时间最短,则人推木箱必须使木箱以最大加速度向上运行,作用一段时间后,人撤去外力,木箱向上做减速运动,到达坡顶速度恰好为零.
设人撤去外力时,木箱的速度为,
木箱向上做减速运动的加速度: (2分)
对木箱运动全过程有: (2分)
人推木箱最短时间为: (1分)ks5u
联立解得: (1分)
(若只考虑一直用最大加速度推至顶部,给2分)
2.山东省青岛二中2012届高三下学期阶段性检测理科综合试题
某研究小组利用如图甲所示装置探究物块在方向始终平行于斜面、大小为F=8N的力作用下加速度与斜面倾角的关系.木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,已知物块的质量m=1kg,通过DIS实验,得到如图 乙所示的加速度与斜面倾角的关系图线.假定物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2.试问:
(1)图乙中图线与θ轴交点坐标分别为θ1和θ2,木板处于该两个角度时物块所受摩擦力指向何方?
(2)如果木板长L=3m,倾角为30°,若物块与木板间的动摩擦因数为,物块在F的作用下由O点开始运动,为保证物块不冲出木板顶端,力F最多作用多长时间?
【详解】(1)当木板倾角为θ1时,摩擦力沿斜面向下 2分