人教版高中物理必修一11-12高一物理拓展精练22

（1）斜杆对小球的滑动摩擦力的大小；
（2）小球的加速度；
（3）最初2s内小球的位移。

3．（12分）如图所示，小木块在沿斜面向上的恒定外力F作用下，从A点由静止开始作匀加速运动，前进了0．45m抵达B点时，立即撤去外力。

此后小木
块又前进0．15m到达C点，速度为零。

已知木块与斜面动摩擦因数
3
6
μ=
，
木块质量m=1kg。

求：（1）木块向上经过B点时速度为多大?
（2）木块在AB段所受的外力多大?（ g=10 m/s2）
4．（14分）如图所示，在质量为1 kg的重物上系着一条长30 cm的细绳，细绳的另一端连着套在水平棒上可以滑动的圆环，环与棒间的动摩擦因数为
0.75，另有一条细绳，其一端跨过定滑轮，定滑轮固定在距离圆环0.5 m的地方．当细绳的端点挂上重物G，而圆环将要滑动时，(滑轮靠近水平棒且滑轮大小忽略不计)试问：
(1)长为30 cm的细绳的张力是多少？
(2)圆环将要开始滑动时，重物G的质量是多少？
(3)角ϕ多大？(环的重力忽略不计)
参考答案
1 ．（Ⅰ） 70 2.1 每空各3分 (1)C E (2)描下两力的方向结点拉至O点
2．解：（1）小球受力如右图所示，在垂直于斜面的方向上有
0cos cos =--N mg F θθ ……………（3分）
N N f 08.0==μ ……………（2分）
（2）由牛顿第二定律，在沿斜面方向上有
ma f mg F =--θθsin sin ……………（3分）
解得a = 0．4m/s 2 ……………（2分）
（3）小球在最初2s 内的位移为m at s 8.02
12== ……………（2分）
3、解：（1）撤去外力后，小木块做匀减速运动从B 运动到C ，
加速度大小为 2sin cos 7.5m/s a g g θμθ=+=…………………3分
所以有 22C
B 2v v as -=-…………………………2分 代入可解得 B 227.50.15 1.5m/s v as ==⨯⨯=………………2分
（2）设外加恒力为F 则刚开始从A 运动到B 的加速度为
)cos sin (1θμθg g m F a +-=………3分 刚开始是做匀加速直线运动，故有： 2B
112v a s = ………………………2分 代入数据可求得： F =10N …………………………………2分
4.解析：(1)因为圆环将要开始滑动，所以可以判定本题是在共点力作用下物体的平衡问题．由平衡条件Fx ＝0，Fy ＝0，建立方程有：μFN－FTcos θ＝0，……………1分
FN －FTsin θ＝0. ……………………1分
所以tan θ＝1μ，θ＝arctan 1μ＝arctan 43
.……………………1分 设想：过O 作OA 的垂线与杆交于B′点，由AO ＝30 cm ，tan θ＝43
得，B′O 的长为40 cm.在直角三角形中，由三角形的边长条件得AB′＝50 cm ，但据题设条件AB ＝50 cm ，故B′点与定滑轮的固定处B 点重合，即得
φ＝90°. ……………………3分
如图所示，选取坐标系，根据平衡条件有：
Gcos θ＋F T sin θ－mg ＝0……………………2分
F T cos θ－Gsin θ＝0. ……………………2分
即 F T ＝8 N. ……………………1分
(2)圆环将要滑动时，得：
m G g ＝F T cot θ， ……………………2分
m G ＝0.6 kg. ……………………1分
(3)由上分析可得φ＝90°.。