用同种材料制成倾角为θ=30°的斜面和长水平面,斜面长3.0m且固定,斜面与水平面之间有一段很小的弧形平滑连接。一小物块从斜面顶端以初速度v0沿斜面向下滑动,若初始速度v0=2.0m/s,小物块运动2.0s后停止在斜面上。减小初始速度v0,多次进行实验,记录下小物块从开始运动到最终停在斜面上的时间t,作出相应的v0-t图象如图所示。(已知g=10m/s2)求:
(1)小物块在斜面上下滑的加速度大小和方向;
(2)小物块与该种材料间的动摩擦因数μ的值;
(3)某同学认为,若小物块初速度v0=3m/s,则根据图象可以推知小物块从开始运动到最终停下的时间为3s。以上说法是否正确?若正确,请给出推导过程;若不正确,请说明理由,并解出正确的结果。
如图甲所示,一质量为m =1kg的小物块静止在粗糙水平面上的A点,从t = 0时刻开始,物体在受如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动,第3s末物块运动到B点时速度刚好为零,第5s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ= 0.2(g取10m/s2)则
(1)前3秒内物体速度与加速度大小发生了什么变化;(定性说明大体变化即可)
(2)AB间的距离为多少;
(3)物体在0~3s时间内的平均速度大小为多少;
(4)物体在0~5s时间内的最大速率为多少。
高速公路给人们出行带来了方便,但是因为在高速公路上车辆行驶的速度大,在一些特殊的雾、雨、雪天气里若司机操作不当往往会出现多辆车追尾连续相撞的事故。在正常天气里某段高速公路允许的最高行驶速率为120km/h。如果某天有薄雾,一汽车在该平直高速路上行驶,相关部门通知允许行驶的最大速度为72km/h,已知这辆汽车刹车能产生的最大加速度为8m/s2,该车司机的反应时间(从发现前面障碍物到制动所需要的时间)为0.75s。
(1)请你根据上面的数据算出司机在薄雾天的能见度至少要多少米?
(2)若司机驾驶此车在正常天气里以最高速度匀速通过(1)中的距离需要多长时间?
如图所示,表面粗糙的固定斜面顶端安有滑轮,两物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦),B悬于空中,距离水平地面的高度为h,A放在斜面上,二者均处于静止状态,A、B的质量为别为M、m,当地重力加速度为g,不计空气阻力。
(1)求连接A、B的绳子的拉力大小;
(2)若剪断A、B间的绳子,则B刚要落到地面时的速度大小是多少;
(3)若调节斜面倾角使A与斜面间的摩擦力恰好为零,则斜面倾角的正弦值是多少。
如图所示是某同学《探究加速度与力、质量的关系》的实验装置。
(1)下图是某同学在正确操作下获得的一条纸带,A、B、C、D、E每两点之间还有4个计时点没有标出,相邻两计时点间的时间间隔为0.02s。该同学在图中标出测量的距离时,忘记写下BC和CD的数值,只标记下了AB和DE的数值。但他仍然算出了加速度的数值,则滑块的加速度大小为 m/s2(结果保留两位有效数字)。
通过多次实验,在保证滑块质量不变的情况下,实验中测得滑块的加速度a和细线拉力F(用沙桶和沙的总重力代替)的资料如下表所示。
F/N |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
0.50 |
a/(m/s2) |
0.10 |
0.21 |
0.29 |
0.40 |
(2)请你根据表中的数据在图中作a-F图线。
(3)根据图线可求出滑块的质量是 kg
(4)图线在F轴上截距的物理意义是
实验桌上放有一小木块、一块长木板、一个轻弹簧、一把毫米刻度尺、一段细线、一个铁架台,在没有其他实验器材的情况下,一实验小组的同学想测出木块与木板之间的动摩擦因数。
(1)这组同学设计出了下面两种方案,你认为哪种方案比较合理
方案甲:固定木板,水平拉弹簧使木块做匀速直线运动(如图甲)
方案乙:固定弹簧一端,另一端与木块相连,水平拉木板(如图乙)
(2)在选定合理的方案后,由于无法测出木块对平木板的压力和木块受到的摩擦力,于是同学们想出了下面的办法进行测量,请你根据提示求出木块与木板间的动摩擦因数。
a.如图丙将弹簧竖直固定在铁架台上,用刻度尺测出弹簧的长度L1;
b.如图丁,在图丙的基础上将小木块挂在弹簧的下端,用刻度尺测出弹簧的长度L2;
c.根据你的选择,测出图甲(或图乙)中弹簧的长度L3。
d.根据上面的操作步骤,你可以得出小木块与木板间的动摩擦因数为μ=