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如图所示,在倾角θ=37°的固定斜面上放置一质量M=1kg、长度L=3m的薄平板...

如图所示,在倾角θ=37°的固定斜面上放置一质量M=1kg、长度L=3m的薄平板AB.平板的上表面光滑,其下端B与斜面底端C的距离为7m.在平板的上端A处放一质量m=0.6kg的滑块,开始时使平板和滑块都静止,之后将它们无初速释放.设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5,求滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差△t.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

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分别研究滑块与平板的运动情况:开始时,由于Mgsin37°<μ(M+m)gcos37°,滑块在平板上滑动时,平板静止不动.根据牛顿第二定律求出滑块的加速度,由位移-速度关系式求出滑块到达B点时的速度.滑块离开平板后,根据牛顿第二定律求出滑块沿斜面下滑的加速度,由位移公式求解滑块由B至C所用时间.滑块滑离后平板才开始运动,根据牛顿第二定律求出平板沿斜面下滑的加速度,由位移公式求解滑块由B至C所用时间.再求解时间差. 【解析】 对平板,由于Mgsin37°<μ(M+m)gcos37°,故滑块在平板上滑动时,平板静止不动. 对滑块:在薄板上滑行时加速度a1=gsin37°=6m/s2,到达B点时速度     v= 滑块由B至C时的加速度a2=gsin37°-μgcos37°=2m/s2,设滑块由B至C所用时间为t, 则LBC=vt+,   代入解得t=1s 对平板,滑块滑离后才开始运动,加速度a=gsin37°-μgcos37°=2m/s2,设滑至C端所用 时间为t',则    LBC=,解得t 滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差为     =1.65s 答:滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差△t=1.65s.
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考点分析:
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某天,小明在上学途中沿人行道以v1=1m/s速度向一公交车站走去,发现一辆公交车正以v2=15m/s速度从身旁的平直公路同向驶过,此时他们距车站s=50m.为了乘上该公交车,他匀加速向前跑去,加速度a1=2.5m/s2,达到最大速度vm=6m/s后匀速前进.假设公交车匀速行驶到距车站s=25m处开始匀减速刹车,刚好到车站停下.求:
(1)公交车刹车过程中加速度a2的大小.
(2)从相遇时开始计时,小明需多长时间才能到达车站?
(3)分析公交车至少需在车站停留多长时间小明才能赶上?(不计车长)
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据报道,英国著名物理学家、65岁的斯蒂芬•霍金2007年4月26日完成夙愿,成为世界首位体验零重力飞行的残障人士.“太空,我来了!”霍金结束2小时“失重之旅”后如此感慨.这次飞行由美国“零重力”公司操作,使用改装的喷气飞机“重力一号”进行高速俯冲.以达“失重”体验.现把整个过程简化,假设飞机开到6000m的高空后,让其由静止开始下落,下落过程中飞机所受空气阻力相比重力可以忽略,这样可以获得持续30s之久的失重状态;紧接着飞机又做匀减速运动,到达离地面的高度为300m时速度减为0.取重力加速度g=10m/s2,试计算:
(1)霍金在失重的30s内下落的高度和下落30s时的速度;
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(3)飞机在减速过程中,座椅对霍金的弹力是他重力的多少倍?
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橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内,弹力F与伸长量x成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关.理论与实践都表明manfen5.com 满分网,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量.
(1)在国际单位中,杨氏模量Y的单位应该是______
A.N    B.m    C.N/m    D.Pa(N/m2
(2)有一段横截面积是圆形的橡皮筋,应用图1所示的装置测量它的杨氏模量Y的值首先利用刻度尺测量橡皮筋未受拉力时的长度如图2所示,则L=______;然后利用测量工具a测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4,000mm,那么测量工具a应该是______
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(3)下表是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录:
拉力F(N)5.110.014.920.125.0
伸长量x(mm)16.031.947.163.880.0
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请在图3中作出F-x图象,由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k=______.(保留3位有效数字)
(4)这种橡皮筋的Y=______.(保留3位有效数字)
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在采用图1所示装置,探究加速度与力、质量关系的实验中,小车及车中砝码的总质量用M表示,沙和桶的总质量用m表示.
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(1)当满足______关系时,可认为绳对小车的拉力大小等于沙和桶的总重力
(2)实验中平衡摩擦力的目的是______
(3)在本实验中,下列做法正确的是______
A.平衡摩擦力时,应将沙和桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时先接通打点计时器电源,再放开小车
D.小车运动的加速度可用天平测出M及m后直接用公式a=mg/M求出
(4)图2是在m=100g、M=1kg条件下打出的一条纸带.O为起点,A、B、C为三个相邻的计数点,相邻的计数点之间有四个点没有标出,有关数据如图所示.已知打点计时器使用交流电源的频率为50Hz,则小车的加速度a=______m/s2;打B点时小车的速度vB=______m/s.(保留3位有效数字)
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如图所示,光滑水面上放置质量分别为m和2m的四个木块,其中两个质量为2m的木块间用一根不可伸长的轻绳相连,木块间的最大静摩擦力是2μmg.现用水平拉力F拉其中一个质量为m的木块,使四个木块以同一加速度运动,则轻绳对2m木块的最大拉力为( )
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D.8μmg
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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