Question

【題目】如圖甲所示，木板OA可繞軸O在豎直平面內轉動，某研究小組利用此裝置探究物塊在方向始終平行于木板向上、大小為F＝8 N的力作用下加速度與傾角θ的關系。已知物塊的質量m＝1 kg，通過DIS實驗，描繪出了如圖乙所示的加速度大小a與傾角θ的關系圖線(θ<90°)。若物塊與木板間的動摩擦因數為0.2，假定物塊與木板間的最大靜摩擦力始終等于滑動摩擦力(g取10 m/s2)。則下列說法中正確的是( )

A．由圖象可知木板與水平面的夾角處于θ1和θ2之間時，物塊所受摩擦力一定為零

B．由圖象可知木板與水平面的夾角大于θ2時，物塊所受摩擦力一定沿木板向上

C．根據題意可以計算得出物塊加速度a0的大小為6 m/s2

D．根據題意可以計算當θ＝45°時，物塊所受摩擦力為Ff＝μmgcos45°＝N

Answer 1

【答案】BC

【解析】由圖象可知木板與水平面的夾角處于θ1和θ2之間時，物塊的加速度為零，但摩擦力不一定為零，當θ＝θ1時，物塊所受的摩擦力沿斜面向下，當θ＝θ2時，物塊所受的摩擦力沿斜面向上，木板與水平面的夾角大于θ2時，物塊所受摩擦力一定沿木板向上，A錯誤，B正確；當θ＝0時，F－μmg＝ma0，即8 N－0.2×1×10 N＝1 kg1a0，所以a0＝6 m/s2，C正確；當θ＝45°時，F<mgsin45°＋μmgcos45°，F>mgsin45°所以物塊保持靜止，受到的是靜摩擦力，根據平衡條件F＝mgsin45°＋Ff，可得Ff＝(8－5)N，故D錯誤。