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辨析题:静止在水平地面上的木箱,质量为50kg,若用F=400N的水平恒力推它,...

辨析题:静止在水平地面上的木箱,质量为50kg,若用F=400N的水平恒力推它,可以在5s内使它移动s=50m.若用大小仍为400N、而方向与水平方向夹角为37°斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动,使木箱能够到达50m远处,则拉力的作用时间最少是多少?(cos37°=0.8)
某同学是这样解的:当拉力水平时:由运动学公式,有s=manfen5.com 满分网即50=manfen5.com 满分网
由牛顿第二定律:F-μmg=ma1即400-μ×50×10=50×a1   ②
当拉力斜向上时:设加速度大小为a2
在水平方向由牛顿第二定律:Fcos37°-μmg=ma2   ③
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再由运动学公式,manfen5.com 满分网    ④
解得拉力作用的最少时间:manfen5.com 满分网
(1)这位同学解法是否有不大合理的地方?(回答“有”还是“没有”?)
(2)若有不合理的地方,请你指出这位同学错误步骤对应的序号,并说明理由.
(3)若有不合理的地方,请用你自己的方法算出正确结果.
滑动摩擦力与正压力成正比,而非与重力成正比,要注意判断重力是否与正压力大小相等,不能死套公式;力F作用的最少时间不是在F作用下做匀加速直线运动的时间,而能使物体产生50m的位移,力F至少作用的时间.在最少作用时间作用下,木箱先做匀加速直线运动,然后在摩擦力作用下做匀减速直线运动,当木箱停止运动后总位移则好50m,此时对应的F作用时间为力F的最少作用时间. 【解析】 建立如图坐标系,在两种情况下对木箱进行受力分析有:木箱都受四个力作用:重力G、弹力FN、摩擦力f和推力F 由于木箱运动,故与地在间的摩擦力为滑动摩擦力,故其大小f=μFN,由于在竖直方向木箱受力平衡,故两种情况下地面对木箱的支持力FN不同,故摩擦力的大小也不一样. 但解题中的第4步,拉力向上拉木箱时,木箱受到的摩擦力f=μ(mg-Fsinθ)≠μmg,故计算有误. 故解法有误,错误在第④ (3)由题中①得a1=4m/s2 代入②得μ=0.4 ∴木箱在斜向上拉力F作用下产生的加速度 a2===4.32m/s2 则拉力作用的时小时间对应拉力停止作用后,在摩擦力作用下木箱做匀减速直线运动,当速度减为0时,总位移刚好为50m.则木箱的位移分成两部分: 在拉力作用下以a2=4.32m/s2做初速度为0的匀加速直线运动经过时间t速度达到v; 在摩擦力f作用下做初速度为v,加速度大小为=4m/s2做匀减速运动; 根据题意和匀减速直线运动的规律有: 加速的位移: 减速的位移: 又+=50 所以可以求得加速后的速度v=14.4m/s 则加速运动的时间t= 答:(1)这位同学解法有不大合理的地方; (2)错误序号为④,理由是滑动摩擦力的大小与正压力成正比,只有当正压力等于重力时才与重力成成正比,要注意判断正压力与重力的关系; (3)斜向上的拉力作用的最少时间是3.33s.
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考点分析:
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某同学通过查找资料自己动手制作了一个电池.该同学想测量一下这个电池的电动势E 和内电阻r,但是从实验室只借到一个开关、一个电阻箱(最大阻值为9.999Ω,可当标准电阻用) 一只电流表(量程Ig=0.6A,内阻rg=0.1Ω)和若干导线
①请根据测定电动势E内电阻r的要求,设计图1中器件的连接方式,画线把它们连接起来.
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②接通开关,逐次改变电阻箱的阻值R,读出与R对应的电流表的示数I,并作好记录.当电阻箱的阻值R=2.6Ω时,其对应的电流表的示数如图2所示.则示数为______A.处理实验数据时首先计算出每个电流值I 的倒数manfen5.com 满分网;再制作R-manfen5.com 满分网坐标图,如图3所示,图中已标注出了(R,manfen5.com 满分网)的几个与测量对应的坐标点,请你将与图2实验数据对应的坐标点也标注在图3中上.
③在图3上把描绘出的坐标点连成图线
④根据图3描绘出的图线可得出这个电池的电动势E=______V,内电阻r=______Ω.
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manfen5.com 满分网Ⅰ右图是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验装置.
(1)在验证机械能守恒定律的试验中,没有必要进行的操作是______ 
A.用天平测重物的质量
B.用秒表测重物下落的时间
C.用打点计时器记录重物下落的信息
D.用纸带记录测量重物下落的高度
(2)该实验所用打点计时器的电源频率为50Hz,A、B、C为纸带中选取的三个计数点,每两个计数点之间还有4个点未画出,则每两个计数点之间的时间间隔T=______s,打点计时器在打下计数点B时,物体的下落速度为vB=______m/s.(小数点后保留两位有效数字)
(3)由于该实验中存在阻力做功,所以实验测得的重物的重力势能的减少量______动能的增加量(选填“<”,“>”或“=”)
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A.v1<v2,Q1<Q2,t1>t2
B.v1>v2,Q1<Q2,t1<t2
C.v1=v2,Q1>Q2,t1>t2
D.v1=v2,Q1<Q2,t1=t2
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A.两表均无示数
B.两表均有示数
C.电压表的示数为C棒的感应电动势的大小
D.电压表的示数为电流表两端电压的大小
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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