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(10分)某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究.他们让这辆小车在...

(10分)某学校探究性学习小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究.他们让这辆小车在水平的地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的vt图象,已知小车在0~2 s内做匀加速直线运动,2~10 s内小车牵引力的功率保持不变,在10 s末停止遥控让小车自由滑行,小车质量m=1 kg,整个过程中小车受到的阻力大小不变.求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)小车所受的阻力Ff是多大?

(2)在2~10 s内小车牵引力的功率P是多大?

(3)小车在加速运动过程中的总位移x是多少?  

 

(1)Ff=2 N(2)12 W(3)29 m 【解析】本题考查机车启动的两种形式,以及速度时间图像的分析,本题小车以匀加速启动,牵引力先是不变,当增大到额定功率后速度继续增大,但牵引力要减小,加速度随之减小,当牵引力减小到等于阻力时,小车匀速运动,在2s到7s求相关问题时可借助动能定理求解 (1)在10 s末撤去牵引力后,小车只在阻力Ff作用下做匀减速运动,设加速度大小为a,则Ff=ma 根据a=       由图象可得a=2 m/s2     ∴Ff=2 N (2)小车的匀速运动阶段即7 s~10 s内,设牵引力为F,则F=Ff 且P=Fvm 由图象可知vm=6 m/s ∴P=12 W (3)小车的加速运动过程可以分为0~2 s和2 s~7 s两段,设对应的位移分别为x1和x2,在0~2 s内的加速度大小为a1,则由图象可得a1=2 m/s2 x1= a1t x1=4 m 在2 s~7 s内由动能定理可得 P(t2-t1)-Ffx2= mv - mv 解得x2=25 m x=x1+x2 x=29 m
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考点分析:
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(10分)现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图;

说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为_____。动能的增加量可表示为_________。若在运动过程中机械能守恒,说明: 6ec8aac122bd4f6e与s的关系式为说明: 6ec8aac122bd4f6e= ________。

 (2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:

 

1

2

3

4

5

S(m)

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

t(ms)

8.22

7.17

6.44

5.85

5.43

1/t2(104s-2)

1.48

1.95

2.41

2.92

3.39

以s为横坐标,6ec8aac122bd4f6e为纵坐标,请你在图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=__________6ec8aac122bd4f6e(保留3位有效数字)。

由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出6ec8aac122bd4f6e直线的斜率6ec8aac122bd4f6e,将k和6ec8aac122bd4f6e进行比较,若其差值在实验误差允许的范围内,则可认为此实验验证了机械能守恒定律。

 

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(4分)在用如下图所示的装置做“探究功与速度变化的关系”的实验时,下列说法正确的是(  ).

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.为了平衡摩擦力,实验中可以将长木板的左端适当垫高,使小车拉着穿过打点计时

器的纸带自由下滑时能保持匀速运动

B.可以通过改变橡皮筋的条数来改变拉力做功的数值

C.实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源

D.通过分析打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度

 

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如图所示,平直木板AB倾斜放置,板上的P点距A端较近,小物块与木板间的动摩擦因数由AB逐渐减小.先让物块从A由静止开始滑到B,然后将A着地,抬高B,使木板的倾角与前一过程相同,再让物块从B由静止开始滑到A.上述两过程相比较,下列说法中一定正确的有  (        )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A 物块经过P点的动能,前一过程较小

B 物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量,前一过程较少

C 物块滑到底端的速度,前一过程较大

D 物块从顶端滑到底端的时间,前一过程较长

 

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如图所示为竖直平面内的直角坐标系。一个质量为m的质点,在恒力F和重力的作用下,从坐标原点O由静止开始沿直线OA斜向下运动,直线OA与y轴负方向成θ角(θ<45°),不计空气阻力,则以下说法正确的是(     )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 A.当F=mgtanθ时,质点的机械能守恒

 B.当F=mgsinθ时,质点的机械能守恒

 C.当F=mgtanθ时,质点的机械能一定增大

 D.当F=mgsinθ时,质点的机械能可能增大也可能减小

 

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如图所示,质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上,质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为f 经过一段时间小车运动的位移为x,小物块滑到小车的最右端,则下列说法中正确的是   (     )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.此时小物块的动能为F(x+l)

B.此时小车的动能为f x

C.这一过程中,小物块和小车增加的机械能为Fx

D.这一过程中,小物块和小车产生的内能为f l

 

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