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如图甲所示,足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,沿杆方...

如图甲所示,足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,沿杆方向给环施加一个拉力F,使环由静止开始运动,已知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图乙所示,重力加速度g取10m/s2
求:(1)小环的质量是多少?
(2)细杆与地面间的倾角为多少?(写出正弦值sinα即可)
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小环在0~1s内做匀加速直线运动,在1s以后做匀速直线运动,根据速度时间图线求出匀加速直线运动的加速度大小,根据牛顿第二定律列出匀加速阶段和加速度为零阶段的动力学方程,从而求出小环的质量和细杆与地面间的倾角大小. 【解析】 设小环的质量为m,细杆与地面间的倾角为α, 由题图乙知,小环在第1s内的加速度为:a= m/s2=0.5 m/s2, 由牛顿第二定律得:F1-mgsinα=ma…① 匀速直线运动阶段有:F2-mgsinα=0…② 联立①②得:m=1kg,sinα=0.45. 答:小环的质量为1kg,细杆与地面间的倾角的正弦为0.45.
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考点分析:
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(1)在一次课外活动中,某同学用如图(a)所示的装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B之间的动摩擦因数,已知铁块A的质量mA=1kg,金属板B的质量mB=0.5kg,用水平力F向左拉金属板B,使其向左运动,弹簧秤示数的放大情况如图所示,则A、B间的摩擦力Ff=______N,A、B间的动摩擦因数μ=______(g取10m/s2).
(2)该同学还设计性地将纸带连接在金属板B的后面,通过打点计时器连续打下一些计时点,取时间间隔为0.1s的几点,测量后结果如图(b)所示,则金属板被拉动的加速度a=______m/s2,由此可知水平力F=______N.( 结果保留三位有效数字)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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