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如图(a)所示,木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探索物块在...

如图(a)所示,木板OA可绕轴O在竖直平面内转动,某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于斜面、大小为F=8N的力作用下加速度与斜面倾角的关系。已知物块的质量m=1kg,通过DIS实验,得到如图(b)所示的加速度与斜面倾角的关系图线。若物块与木板间的动摩擦因数为0.2,假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力,g取10m/s2。试问:

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(1)图(b)中图线与纵坐标交点ao多大?

(2)图(b)中图线与θ轴交点坐标分别为θ1和θ2,木板处于该两个角度时的摩擦力指向何方?说明在斜面倾角处于θ1和θ2之间时物块的运动状态。

(3)如果木板长L=2m,倾角为37°,物块在F的作用下由O点开始运动,为保证物块不冲出木板顶端,力F最多作用多长时间?(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)

 

(1)6(m/s2) (2)处于静止状态(3)t≈3.1s 【解析】 试题分析:(1)当木板水平放置时,物块的加速度为a0 此时滑动摩擦力 f =" μN" = μmg=0.2×1×10 =" 2(N)" =6(m/s2) (2)当摩擦力沿斜面向下且加速度为零时木板倾角为θ1,当摩擦力沿斜面向上且加速度为零时木板倾角为θ2,这时物块处于静止状态。 (3)   N1=mgcosθ1 F1=μN1=μmgcosθ1    F=mgsinθ1+μmgcosθ1 联立方程8 = 10sinθ1+ 2cosθ1  解得θ1≈40.4° (4)力F作用时的加速度 (m/s2) 撤去力F后的加速度大小 (m/s2) 设物块不冲出木板顶端,力F最长作用时间为t 则撤去力F时的速度v=a1t    位移 撤去力F后运动的距离由题意有           即 解得:t≈3.1s 考点:考查力与运动的关系
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考点分析:
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 一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5s后警车发动起来,并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在90km/h以内.问:

(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?

(2)判定警车在加速阶段能否追上货车?(要求通过计算说明)

(3)警车发动后要多长时间才能追上货车?

 

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质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t 图像如图所示。g取10m/s2,求:

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(1)物体在0-6s和6-10s的加速度;

(2) 说明: 满分5 manfen5.com内物体运动位移的大小;

(3) 物体与水平面间的动摩擦因数μ;

(4) 水平推力说明: 满分5 manfen5.com的大小。

 

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(12分)如图所示,质量为M的滑块A放在气垫导轨B上,C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移—时间(x-t)图象和速率—时间(v-t)图象.整个装置置于高度可调节的斜面上,斜面的长度为l、高度为h.(取重力加速度g="9.8" m/s2,结果保留一位有效数字).

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(1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度,A的v-t图线如下图实所示.从图线可得滑块A下滑时的加速度a =      m/s2,摩擦力对滑块A运动的影响         .(填“明显,不可忽略”或“不明显,可忽略”)

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(2)此装置还可用来验证牛顿第二定律.实验时通过改变         可验证质量一定时,加速度与力成正比的关系;通过改变          可验证力一定时,加速度与质量成反比的关系.

(3)将气垫导轨换成滑板,滑块A换成滑块A′,给滑块A′一沿滑板向上的初速度,A′的x-t图线如下图实所示.图线不对称是由于       造成的,通过图线可求得滑块与滑板间的动摩擦因数说明: 满分5 manfen5.com=         .说明: 满分5 manfen5.com

 

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小汽车正在走进我们的家庭,一辆汽车性能的优劣,其油耗标准非常重要.而影响汽车油耗标准最主要的因素是其在行进中所受到的空气阻力。人们发现汽车在高速行驶中所受到的空气阻力f (也称风阻)主要与两个因素有关:(1)汽车正面投影面积S; (2)汽车行驶速度v。某研究人员在汽车风洞实验室中通过模拟实验得到下表所列数据:

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(1)由上述数据可得汽车风阻f 与汽车正面投影面积S 及汽车行驶速度v 的关系式为

f  =                (要求用k表示比例系数);

(2)由上述数据得出k的大小和单位是             

(3)据推理或猜测,k的大小主要与                           等因素有关。

 

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 一个物块与竖直墙壁接触,受到水平推力F的作用,F随时间变化的规律为 F= kt(常量k>0).设物块从t=0时起由静止开始沿墙壁竖直向下滑动,物块与墙壁间的动摩擦因数为μ(μ<1),得到物块与墙壁间的摩擦力f 随时间t变化的图象如图所示,则可知(  )

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A.物块的重力等于a

B.在0~t1时间内,物块在竖直方向做匀加速直线运动

C.在0~t1时间内,物块在竖直方向做加速度逐渐减小的加速运动

D.物块与竖直墙壁间的最大静摩擦力不断增大

 

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