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如图所示,一块长为L、质量m的扁平均匀规则木板通过装有传送带的光滑斜面输送.斜面与传送带靠在一起连成一直线,与水平方向夹角θ,传送带以较大的恒定速率转动,传送方

题文

如图所示,一块长为L、质量m的扁平均匀规则木板通过装有传送带的光滑斜面输送.斜面与传送带靠在一起连成一直线,与水平方向夹角θ,传送带以较大的恒定速率转动,传送方向向上,木板与传送带之间动摩擦因数为常数.已知木板放在斜面或者传送带上任意位置时,支持力均匀作用在木板底部.将木板静止放在传送带和光滑斜面之间某一位置,位于传送带部位的长度设为x,当x=L/4时,木板能保持静止.
(1)将木板静止放在x=L/2的位置,则木板释放瞬间加速度多大?
(2)设传送带与木板间产生的滑动摩擦力为f,试在0≤x≤L范围内,画出f-x图象.(本小题仅根据图象给分)
(3)木板从x=L/2的位置静止释放,始终在滑动摩擦力的作用下,移动到x=L的位置时,木板的速度多大?
(4)在(3)的过程中,木块的机械能增加量设为△E,传送带消耗的电能设为W,不计电路中产生的电热,比较△E和W的大小关系,用文字说明理由.


魔方格

题型:未知 难度:其他题型

答案



魔方格

(1)x=L4时,f1=mgsinθ
    x=L2时,摩擦力加倍,f2=2mgsinθ
由牛顿运动定律得a=f2-mgsinθm=gsinθ
(2)在0≤x≤L范围内,摩擦力与放在传送带上的长度成正比,当当x=L4时,f=mgsinθ,当x=L时,则摩擦力为
f=4mgsinθ.如图.
(3)利用(2)中图象,可知摩擦力做功:W=32mgLsinθ
由动能定理W-12mgLsinθ=12mv2
得v=

2gLsinθ
(注:由于摩擦力与位移成线性关系,所以使用“平均摩擦力“位移”的计算方式也对.)
(4)△E小于W,因为传送带与木板之间有滑动摩擦,电能有一部分转为了内能.

解析

L4

考点

据考高分专家说,试题“如图所示,一块长为L、质量m的扁平均匀规.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。

滑动摩擦力、动摩擦因数

滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。

滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。

滑动摩擦力的方向:

总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:

滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。 
滑动摩擦力的作用效果:

总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。

静摩擦力和滑动摩擦力:


如图所示,一块长为L、质量m的扁平均匀规则木板通过装有传送带的光滑斜面输送.斜面与传送带靠在一起连成一直线,与水平方向夹角θ,传送带以较大的恒定速率转动,传送方


如图所示,一块长为L、质量m的扁平均匀规则木板通过装有传送带的光滑斜面输送.斜面与传送带靠在一起连成一直线,与水平方向夹角θ,传送带以较大的恒定速率转动,传送方

摩擦力大小的计算方法:

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