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如图所示的装置叫做阿特伍德机,是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变...

如图所示的装置叫做阿特伍德机,是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律。绳子两端的物体竖直运动的加速度大小总是小于自由落体的加速度g,同自由落体相比,下落相同的高度,所花费的时间要长,这使得实验者有较长的时间从容的观测、研究。已知物体A、B的质量相等均为M,,轻绳与轻滑轮间的摩擦不计,轻绳不可伸长且足够长,求:

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(1)若物体C的质量为M/4 ,物体B从静止开始下落一段距离的过程中绳受到的拉力和B的加速度分别为多少?

(2)若物体C的质量为M/4 ,物体B从静止开始下落一段距离的时间与自由落体下落同样的距离所用时的比值。

(3)如果连接AB的轻绳能承受的最大拉力为1.2Mg,那么对物体C的质量有何要求?

 

(1),(2)(3)m≤0.5Mg 【解析】 试题分析:(1)分别求出在该实验中B下落某一段高度所需要的时间和自由下落同样的高度所需要的时间,求出物体B的加速度需要用隔离法分别以A和BC整体作为研究对象根据牛顿第二定律列方程; (2)以物体C为研究对象求出物体C所受的拉力.根据牛顿第二定律对C列方程即可求出物体C所受的力,最后根据牛顿第三定律求出物体C对物体B的拉力。 (1)设滑轮两侧物体运动的加速度大小为a ,绳的张力为T 根据牛顿第二定律,对于A: 研究BC: 解得, (2)设B下落距离h用时为t1;自由下落距离h用时为t2. 根据运动学公式 : 代入数据联立解得: (2)设物体C的质量为m 根据牛顿第二定律 研究A: 研究BC: 令T≤1.2Mg ,解得m≤0.5Mg 考点:本题考查牛顿第二定律。 【名师点睛】难度中等。本题主要把匀变速直线运动、自由落体运动规律、牛顿第二定律结合起来,再运用整体法与隔离法来灵活解决问题,即A与BC由绳子牵连,速度与加速度大小分别相等,完全可以视为一个整体来研究,当分析单个物体受力情况时则适用隔离法。  
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考点分析:
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如图所示,用长为L的细绳悬挂一个质量为m的小球,悬点为O点,把小球拉至A点,使悬线与水平方向成30º角,然后松手,问:

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(1)小球运动到C点时的速度为多大?

(2)小球运动到悬点的正下方B点时,悬线中的张力为多大?

 

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一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,圆盘加速转动时,角速度的增加量Δω与对应之间Δt的比值定义为角加速度β(即满分5 manfen5.com).我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验:(打点计时器所接交流电的频率为50Hz,ABCD……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出)

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①如图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;

②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;

③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量.

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(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的半径如图乙所示,圆盘的半径r          cm;

(2)由图丙可知,打下计数点D时,圆盘转动的角速度为          rad/s;(结果保留两位有效数字)

(3)纸带运动的加速度大小为         m/s2,圆盘转动的角加速度大小为        rad/s2。(结果保留两位有效数字)

 

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如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。

(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持小车________不变,用钩码所受的重力作为___________,用DIS测小车的加速度。

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(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出aF关系图线(如图所示)。此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是(单选)

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A.小车与轨道之间存在摩擦     B.导轨保持了水平状态

C.所挂钩码的总质量太大      D.所用小车的质量太大

 

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如图,一物体从光滑斜面AB底端A点以初速度v0上滑,沿斜面上升的最大高度为h,下列说法中正确的是(设下列情境中物体从A点上滑的初速度仍为v0,不计一切摩擦)

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A.若把斜面CB部分截去,物体冲过C点后上升的最大高度仍为h

B.若把斜面AB变成曲面AEB,物体沿此曲面上升仍能到达B点

C.若把斜面弯成圆如图中的弧形D,物体仍沿圆弧升高h

D.若把斜面AB与水平面的夹角稍变大,物体上升的最大高度仍为h

 

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发射地球同步卫星时,先将卫星发射到近地圆轨道1,然后在圆轨道1的Q点经点火使卫星沿椭圆轨道2运行,待卫星到椭圆轨道2上距地球最远点P处,再次点火,将卫星送入同步圆轨道3,如图所示.则卫星在轨道1、2和3上正常运行时,有:

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A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度

C.卫星在轨道1上经Q点的加速度等于它在轨道2上经Q点的加速度

D.卫星在轨道2上运行时经过P点的加速度跟经过Q点的加速度相等

 

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