G=mg单位是什么


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每日一题:抽纸问题——探寻力学规律的奥秘

今天我们将深入探讨一个有趣的力学问题——抽纸问题。这个问题融合了摩擦力、加速度、功等多个物理知识点,通过全面分析,我们可以更好地理解力学原理,提升逻辑思维和解题能力。接下来,让我们一起揭开这个问题的神秘面纱。

问题描述:

现有一水平放置的纸张,其上静置一质量为m的滑块。以恒定速度v将纸张从滑块下方匀速抽出,纸张长度保持为L。当更换质量更大的滑块重复上述操作时,我们知道滑块与纸张、纸张与地面之间的动摩擦因数均为。那么针对这个问题,下列说法正确的是()

A. 质量更大的滑块,纸张抽出所需时间更长

B. 质量更大的滑块,纸张抽出所需时间更短

C. 质量更大的滑块,抽纸过程中拉力做功更多

D. 质量更大的滑块,抽纸过程中拉力做功更少

一、抽纸过程中滑块受力分析:

当滑块放置在纸上,纸张被抽出时,滑块会受到纸对其施加的滑动摩擦力。根据滑动摩擦力公式f = N,在水平场景下,滑块所受重力G与纸对它的支持力N大小相等。当滑块质量增大时,N增大,因此滑动摩擦力f也会增大。在水平方向上,滑块只受这一个滑动摩擦力的作用,会朝着纸张运动的方向加速运动。

二、抽纸过程中纸张受力分析:

根据牛顿第三定律,当纸张对滑块施加滑动摩擦力时,滑块也会对纸张施加一个大小相等、方向相反的滑动摩擦力。地面对纸张的滑动摩擦力与纸张的运动方向相反。为使纸张做匀速直线运动,外界需对纸张施加一个拉力F。根据二力平衡条件,拉力F与纸张所受的两个摩擦力大小相等。

三、抽纸过程中纸张与滑块相对于地面的运动情况分析:

纸张以恒定速度v做匀速直线运动,其位移S纸=vt。滑块在滑动摩擦力的作用下,做初速度为0的匀加速直线运动,其加速度a=g。根据匀加速直线运动位移公式,滑块相对于地面的位移S块=gt。

四、抽纸时间的探讨:

五、抽纸过程中拉力F做功分析:

功的定义为W = Fs,即力与在力的方向上发生的位移的乘积。在抽纸过程中,拉力作用在纸张上,拉力的方向与纸张的位移方向一致。由于纸张做匀速直线运动,当滑块质量m增大时,滑动摩擦力和地面摩擦力都增大,导致拉力F增大。而纸张的位移取决于抽纸速度v和抽纸时间t,在抽纸速度v和纸张长度L确定的情况下,抽纸时间t不变,纸张位移也不变。抽纸过程中拉力做功会增多,所以C选项正确,D选项错误。

本题答案选C。

通过对抽纸问题的全面分析,我们对力学知识有了更深入的理解。希望大家能以此为契机,不断练习,提升物理思维和解题能力。如果你觉得这篇文章有用,不妨点赞、关注物理林,让我们一起探索物理的奥秘。

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