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2011年3月11日,日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失.灾后某中学...

2011年3月11日,日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失.灾后某中学的部分学生组成了一个课题小组,对海啸的威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型:如图甲在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移x变化的图象如图乙所示,已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s2
(1)运动过程中物体的最大加速度为多少?
(2)在距出发点什么位置时物体的速度达到最大?
(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少?

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根据牛顿第二定律,当物体的合力最大时,其加速度最大.由图读出推力的最大值即可求出最大加速度.分析物体的运动情况:物体先加速运动,当合力为零为后做减速运动.速度最大时推力就能得到,再由图读出位移.由动能定理可求出最大位移. 【解析】 (1)由牛顿第二定律,得F-μmg=ma,       当推力F=100N时,物体所受的合力最大,加速度最大                     代入解得解得a=-μg=20m/s2    (2)由图象可得推力随位移x是变化的,当推力等于摩擦力时,加速度为0,速度最大          则F=μmg=20N                由图得到F与x的函数关系式F=100-25x        则得到x=3.2m         (3)由图象得到推力对物体做功等于“面积”,得推力做功W=200J     根据动能定理W-μmgxm=0       代入数据得xm=10m 答:(1)运动过程中物体的最大加速度为20m/s2     (2)在距出发点3.2m处时物体的速度达到最大     (3)物体在水平面上运动的最大位移是10m.
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考点分析:
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(1)实验时,闭合K之前将R的滑片P置于______(填“C”或“D”)端;当用电流表外接法测量Rx的阻值时,K1应置于位置______(填“1”或“2”).
(2)在一定条件下,用电流表内、外接法得到Rx的电阻率随浓度变化的两条曲线如题所示(不计由于通电导致的化学变化).实验中Rx的通电面积为20cm2,长度为20cm,用内接法测量Rx的阻值是3500Ω,则其电阻率为______Ω•m,由图中对应曲线______.(填“1”或“2”)可得此时溶液浓度约为______%(结果保留2位有效数字).

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A.增大F1的同时增大β角           B.减小F1的同时减小β角
C.增大F1的同时减小β角           D.减小F1的同时增大β角
(3)如图丙所示,是用DIS实验系统探究“物体的加速度与力和质量的关系”实验装置.
①为了使小车所受的合力等于绳子的拉力,在实验测量前,还需要对实验装置作必要的调整,请你写出该如何调整:______
②保持小车所受拉力不变,改变小车的质量,测得了下表所示的6组数据:
组别123456
m/kg0.30.40.50.60.70.8
a/m•s-20.950.720.610.490.400.35
请根据6组数据在上图中选择合适的坐标作出加速度与质量的关系图线.
③如果钩码的重力越来越大时,小车的加速度会无限制地增加吗?请简要回答理由和结论:______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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