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(10分)如图所示,光滑匀质圆球的直径为d=40 cm,质量为M=20 kg,悬线长L=30 cm,正方形物块A的厚度b=10 cm,质量为m=2 kg,物块A与墙之间的动摩擦因数μ=0.2.现将物块A轻放于球和墙之间后放手,取g=10 m/s2.求:

(1)墙对A的摩擦力为多大?

(2)如果在物块A上施加一个与墙平行的外力F,使A在未脱离圆球前贴着墙沿水平方向做加速度a=5 m/s2的匀加速直线运动,那么这个外力F的大小和方向如何?

 

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

答案:
:(1)球与物体A的受力图分别如图所示  【解析】略
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(8分)现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺。

(1)填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):

    ① 小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间6ec8aac122bd4f6e

    ② 用米尺测量A1与A2之间的距离s,则小车的加速度6ec8aac122bd4f6e____________。

    ③ 用米尺A1相对于A2的高h。设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F=________。④ 改变_________________,重复上述测量。

    ⑤ 以h为横坐标,6ec8aac122bd4f6e为纵坐标,根据实验数据作用作图。如能得到一条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。

(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:

    ① 调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度ho

② 进行(1)中的各项操作。

    ③ 计算与作图时用(hho)代替h

对此方案有以下几种评论意见:

A.方案正确可行

B.方案的理论依据正确,但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。

C.方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关。

其中合理的意见是________。

 

说明: 6ec8aac122bd4f6e