(14分)一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出,利用速度传感器可以在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图像如图所示,重力加速度g取10 m/s2.
求:(1)物块向上滑行的最大距离s;
(2)斜面的倾角及物块与斜面间的动摩擦因数.
(10分)为了“探究动能改变与合外力做功”的关系,某同学设计了如下实验方案:
A.第一步:把带有定滑轮的木板有滑轮的一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳与质量为m的带夹重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤夹后连一纸带,穿过打点计时器,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图甲所示.
B.第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,然后接通电源释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示.
打出的纸带如图:
试回答下列问题:
①已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数的时间间隔为△t,根据纸带求滑块速度,当打点计时器打A点时滑块速度vA=________,打点计时器打B点时滑块速度vB=__________.
②已知重锤质量m,当地的重加速度g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块________(写出物理名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做功的表达式W合=__________.
③测出滑块运动OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力对滑块所做的功,WA、WB、WC、WD、WE,以v2为纵轴,以W为横轴建坐标系,描点作出v2-W图像,可知它是一条过坐标原点的倾斜直线,若直线斜率为k,则滑块质量M=_______.
(10分)某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验:
(1)甲同学在物体所受合外力不变时,改变物体的质量,得到数据如下表所示?
实验次数 |
物体质量m(kg) |
物体的加速度a(m/s2) |
物体质量的倒数1/m(1/kg) |
1 |
0.20 |
0.78 |
5.00 |
2 |
0.40 |
0.38 |
2.50 |
3 |
0.60 |
0.25 |
1.67 |
4 |
0.80 |
0.20 |
1.25 |
5 |
1.00 |
0.16 |
1.00 |
根据表中的数据,在下图所示的坐标中描出相应的实验数据点,并作出图象?
②由图象,你得出的结论为 ?
③物体受到的合力大约为 ?(结果保留两位有效数字)
(2)乙同学在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变对小车的拉力,由实验数据作出的a—F图象如下图所示,则该图象中图线不过原点的原因是: ,小车的质量为 kg。(保留两位有效数字)
如图所示有三个斜面1、2、3,斜面1与2底边相同,斜面2和3高度相同,同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同,当他们分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端时,下列说法正确的是( )
A.三种情况下物体损失的机械能△E3>△E2>△E1
B.三种情况下摩擦产生的热量Q1=Q2<Q3
C.到达底端的速度v1>v2>v3
D.运动的时间t1<t2<t3
如图为一匀强电场,某带电粒子从A点运动到B点,在这一运动过程中克服重力做的功为3.0J,电场力做的功为2.0J。则下列说法正确的是( )
A.粒子带正电
B.粒子在A点的电势能比在B点少2.0J
C.粒子在A点的机械能比在B点少1.0J
D.粒子在A点的动能比在B点多1.0J
如图所示,位于固定粗糙斜面上的小物块P,受到一沿斜面向上的拉力F,沿斜面匀速上滑。现把力F的方向变为竖直向上,若使物块P仍沿斜面保持原来的速度匀速运动,则( )
A.力F一定要变小
B.力F一定要变大
C.力F的功率将减小
D.力F的功率将增大