Question

3道高一物理题

1.在水平面上有一质量为m的物体，在水平拉力作用下由静止开始运动一段距离后到这一斜面底端，这时撤去外力物体冲上斜面，上滑的最大距离和在平面上移动的距离相等，然后物体又沿斜面下滑，恰好停在平面上的出发点。已知斜面的倾角为30°，斜面与平面上的动摩擦因数相同，求物体开始受的水平拉力？
2.台秤上装有盛水的杯子，杯底用细绳系一木制小球，若细线突然断裂，则在小木球上浮到水面的过程中，台秤的示数将？为什么？
3.光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块（质量为m的叠在质量为2m的木块上，两个2m的木块均放在水平面上），其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是umg。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为？A.3umg/5 B.3umg/4 C.3umg/2 D.3umg

Answer 1

1、物体冲上斜面瞬间的动能：F*S-u*G*S=0.5*m*v^2
物体在斜面上的能量转换：动能=克服摩擦力做功+重力势能
0.5*m*v^2=G*u*S/cos30 + G*H
(斜面上的弹力为G/cos30，高度H=S×sin30)
从斜面上滑下到起点时的能量转换：重力势能=克服斜面摩擦力做功+克服平面摩擦力做功。
G*S*sin30=G*u*S/cos30 + G*u*S
联立3个方程，得F=G=m×g

2、台秤实数增加，因为有物体在向上加速运动。或者这么想：液体给小球浮力，小球就给液体饭作用力，这个反作用力是向下的，即增加了液体对底部的压力。。。。。。

3、首先轻绳的拉力不可能超过umg，否则m和2m之间将出现滑动。
整个系统的加速度为F/(6m)，
考虑没有被F直接作用的那个2m，它受到的合外力为F/3，等于它上面的m给它的静摩擦力，那么2m给予m的摩擦力也是F/3，方向与加速度方向相反，m也是随系统一起加速的，那么m所受到的合外力就是F/6，所以绳子对m的拉力是T=F/2。
考虑直接被F作用那个2m：它上面的m受到绳子的拉力就是T=F/2，它也跟随系统一起加速运动，那么它受到的合外力就是F/6，它下面的2m给它的力就等于T+F/6=2F/3，反向与运动方向相同。
要让两个静摩擦力同时小于最大静摩擦力，那么可以求出F<=3umg/2
所以T=F/2<=3umg/4
【本题关键在于：1、整个系统加速度一致；2、没有直接被F作用的那个2m只受到1个力，应从它入手】