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固定光滑细杆与水平地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,如图甲所示.小环在沿杆...

固定光滑细杆与水平地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,如图甲所示.小环在沿杆方向向上的推力作用下向上运动.推力F的大小如图乙所示,小环运动的速度随时间变化规律如图丙所示,取重力加速度 g=10m/s2.求:
(1)小环在加速运动时的加速度 a 的大小.
(2)小环的质量 m.
(3)细杆与水平地面之间的夹角α.

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(1)从速度时间图象得到小环的运动规律,即先匀速后加速,求出加速度,得到合力,然后受力分析,根据共点力平衡条件和牛顿第二定律列式求解; (2)通过第一问的列式计算,同样可以得出细杆与地面的倾角α. 【解析】 (1)由图得:a===0.5m/s2; (2)由小环运动的v-t图可知,当F1=5N时,在0-2s时间内小环做匀速运动; F2=5.5N时,在2-4s内小环做匀加速运动,则有: F1-mgsinα=0   ① F2-mgsinα=ma 代入数据解得:m=1kg (3)将m=1kg带入①式得: α=30° 答:(1)小环在加速运动时的加速度 a 的大小为0.5m/s2 (2)小环的质量为1kg; (3)细杆与水平地面之间的夹角α为30°.
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考点分析:
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某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验.如图为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有细沙的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板.
(1)在探究拉力一定时,加速度与质量的关系时,它采用将木板倾斜,来平衡小车与木板间的滑动摩擦力.那么,当改变小车的质量时,在不同质量下做实验,还    (选填“需要”、或“不需要”)重新平衡摩擦.
(2)为了采用作图法处理数据,直观反映加速度与质量的关系,建立直角坐标系,纵坐标取加速度a,横坐标应取    作为变量.
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某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”.弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为    N.
(2)下列不必要的实验要求是    (请填写选项前对应的字母).
A.应测量重物M所受的重力
B.弹簧测力计应在使用前校零
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程,请您提出两个解决办法       
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利用图1中所示的装置可以研究自由落体运动.实验中需要调整好仪器,接通打点计时器的电源,松开纸带,使重物下落.打点计时器会在纸带上打出一系列的小点.
①为了测得重物下落的速度和加速度,还需要的实验器材有    .(填入正确选项前的字母)
A.天平    B.秒表    C.米尺     D.弹簧测力计
②打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上,图2为实验中打出的一条纸带,从起始点O开始,将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D….打点计时器打F点时,重物下落的速度为    m/s,该重物下落的加速度为     m/s2.(结果保留两位有效数字)
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如图所示,原长分别为L1和L2、劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直地悬挂在天花板下.两弹簧之间有一质量为m1物体,最下端挂着质量为m2的另一个物体,整个装置处于静止状态.现用一个质量为M的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两个弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和,重力加速度为g,这时平板受到下面物体的压力大小等于( )
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A.(m1+m2)g
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A.适当增大两杆之间的距离
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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