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如圖所示,一塊帶有斜面和平臺的木塊,質量為M,斜面與水平方向傾角為α,木塊置于水平面上,與水平面間的摩擦系數是μ(μ>tga).將一個質量為m的光滑球放在平臺上,并與斜面相靠,當球與木塊一起在圖示平面內沿水平方向相對于地面運動(速度不為零)時,在木塊上施加的水平力F的大小范圍是


  1. A.
    若F的方向向右,則大小為μ(m+M)g≤F≤(m+M)g(μ+tga)
  2. B.
    若F的方向向右,則大小為μ(m+M)g≤F≤(m+M)gtga+μMg
  3. C.
    若F的方向向左,則大小為μ(m+M)g≥F≥(m+M)g(μ-tga)
  4. D.
    F的大小可為0
AC
分析:M與m具有相同的加速度,抓住m的臨界加速度方向水平向右,結合牛頓第二定律求出推力F的范圍.
解答:A、當F的方向向右,臨界情況是球對平臺的壓力為零,受重力和斜面的彈力,根據平行四邊形定則知,球的合力為mgtanα,則臨界加速度a=gtanθ,對整體分析,根據牛頓第二定律得,F-μ(M+m)g=(M+m)a,解得最大推力Fm=(M+m)g(μ+tanα),對整體分析,知物體要向右運動,則F≥μ(M+m)g,則μ(m+M)g≤F≤(m+M)g(μ+tga).故A正確,B錯誤.
C、若F的方向向左,球和木塊保持相對靜止,知整體的加速度方向向右,整體做勻減速直線運動,同理,可知臨界加速度a=gtanθ,對整體分析,有:μ(M+m)g-F=(M+m)a,解得最小推力Fmin=(m+M)g(μ-tana),則推力大小為μ(m+M)g≥F≥(m+M)g(μ-tana).故C正確,D錯誤.
故選AC.
點評:解決本題的關鍵知道兩物體具有相同的加速度,通過小球求出臨界加速度,從而根據牛頓第二定律進行求解.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一塊帶有斜面和平臺的木塊,質量為M,斜面與水平方向傾角為α,木塊置于水平面上,與水平面間的摩擦系數是μ(μ>tga).將一個質量為m的光滑球放在平臺上,并與斜面相靠,當球與木塊一起在圖示平面內沿水平方向相對于地面運動(速度不為零)時,在木塊上施加的水平力F的大小范圍是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一塊帶有斜面和平臺的木塊,質量為M,斜面與水平方向傾角為α,木塊置于水平面上,與水平面間的摩擦系數是μμ>tanα).將一個質量為m的光滑球放在平臺上,并與斜面相靠,當球與木塊一起在圖示平面內沿水平方向相對于地面運動(速度不為零)時,在木塊上施加的水平力F的大小和方向可能是

       A.F的方向向右,大小可為

       B.F的方向向右,大小可為

       C.F的方向向左,大小可為

       D.F的大小可為0

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