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如图所示,一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为30°....

manfen5.com 满分网如图所示,一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为30°.现小球在F=20N的竖直向上的拉力作用下,从A点静止出发向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数μ为manfen5.com 满分网.试求:
(1)小球运动的加速度a1
(2)若F作用1.2s后撤去,小球上滑过程中距A点最大距离sm
(3)若从撤去力F开始计时,小球经多长时间将经过距A点上方为2.25m的B点.
首先分析撤去前小球的受力情况:重力、拉力,杆的支持力和滑动摩擦力,采用正交分解法,根据牛顿第二定律求出加速度.再用同样的方法求出撤去后小球的加速度,运用运动学公式求出最大距离和经过距A点上方为2.25m的B点的时间. 【解析】 (1)在力F作用时,撤去前小球的受力情况:重力、拉力,杆的支持力和滑动摩擦力,如图,由根据牛顿第二定律,得        (F-mg)sin30°-μ(F-mg)cos30°=ma1              解得a1=2.5 m/s2      (2)刚撤去F时,小球的速度v1=a1t1=3m/s    小球的位移s1==1.8m          撤去力F后,小球上滑时有:             mgsin30°+μmgcos30°=ma2            a2=7.5 m/s2           小球上滑时间t2==0.4s  上滑位移s2==0.6m         则小球上滑的最大距离为sm=2.4m      (3)在上滑阶段通过B点:         SAB-s1=v1 t3-a2t32        通过B点时间t3=0.2 s,另t3=0.6s (舍去)      小球返回时有:      mgsin30°-μmgcos30°=ma3             a3=2.5 m/s2      小球由顶端返回B点时有:      sm-SAB=a3t42         t4=s      通过通过B点时间t2+t4=s≈0.75s
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考点分析:
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t(s)0.00.20.41.21.4
V(m/s)0.01.02.01.10.7
(1)斜面的倾角α;
(2)物体与水平面之间的动摩擦因数μ;
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(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示).
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是______
②(单选题)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是______
(A)小车与轨道之间存在摩擦
(B)导轨保持了水平状态
(C)所挂钩码的总质量太大
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(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有______.(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度l     B.木板的质量m1 C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3 E.滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是______
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=______ (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数______ (填“偏大”或“偏小”).
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A.若F1=F2,M1>M2,则v1>v2
B.若F1=F2,M1<M2,则v1>v2
C.若F1>F2,M1=M2,则v1>v2
D.若F1<F2,M1=M2,则v1>v2
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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