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如图所示,在一个倾角为θ=37°(cos37°=0.8)的斜面上,O点固定一根细...

如图所示,在一个倾角为θ=37°(cos37°=0.8)的斜面上,O点固定一根细绳,细绳另一端连接一个质点.现将质点放到斜面上P点,由静止释放,已知OP连线水平且间距为绳长,质点滑动到细绳转过角度α=90°的位置时刚好停止.问:
(1)质点与斜面间动摩擦因数μ为多少?
(2)试描述质点放到斜面上哪些位置时可以平衡?已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等.

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(1)对从P点到最低点过程运用动能定理列式分析求解即可; (2)对小球受力分析,重力、支持力、摩擦力、拉力,重力和支持力的合力为mgsinθ,平行斜面向下,为恒力;拉力和静摩擦力垂直,根据三角形定则进行分析即可. 【解析】 (1)将重力分解为下滑分力和垂直斜面分力,有 G1=mgsinθ G2=mgcosθ 由于物体在垂直斜面方向无滑动,受力平衡,故 N=G2=mgcosθ                      (1) 则物体所受的滑动摩擦力 f=μN=mgcosθ                      (2) 在物体摆动90度的过程中,由动能定理,有           (3) 由(2)(3)可得: =                    (4) (2)根据上问数据可知 f<G1 所以如果没有细绳物体不可能在斜面上平衡,所以物体平衡时应该使细绳拉紧,物体首先应停在斜面上以O为圆心,绳子长为半径的圆上. 假设物体处于临界平衡状态,摩擦力为最大静摩擦力f,设此时细绳与OP夹角α,由物体平衡,三力合力为零,固有                 (5) 综上所述,物体能够平衡的位置为以O为圆心,下方使得细绳与OP夹角α取值范围为:[arccos,] 答:(1)质点与斜面间动摩擦因数μ为; (2)物体能够平衡的位置为以O为圆心,下方使得细绳与OP夹角α取值范围为:[arccos,].
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考点分析:
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如图,在一个平面直角坐标系内,原点O处有一质点,质量为m.为使质点到达坐标为(d,d)的点P,现给质点施以大小为F的恒力,在起初的时间t1内该力方向为x轴正方向,之后的时间t2内该力变为y轴正方向,经过这两段运动质点刚好到达P点.试求:
(1)比值t1:t2
(2)质点到达P点时的速度.

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甲车停在平直公路上,乙车以速度v=20m/s从甲车旁驶过,同时甲车启动开始追赶乙车.已知甲车的启动加速度为a=5m/s2,达到其最大速度v=30m/s后做匀速运动.试问:
(1)甲车追上乙车时是在加速阶段还是匀速阶段?
(2)甲车追上乙车一共所花的时间是多少?
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甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验,装置如图1所示.
①两位同学用砝码盘(连同砝码)的重力作为小车(对象)受到的合外力,需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响.他们将长木板的一端适当垫高,在不挂砝码盘的情况下,小车能够自由地做    运动.另外,还应满足砝码盘(连同砝码)的质量m    小车的质量M.(填“远小于”、“远大于”或“近似等于”)
接下来,甲同学研究:在保持小车的质量不变的条件下,其加速度与其受到的牵引力的关系;乙同学研究:在保持受到的牵引力不变的条件下,小车的加速度与其质量的关系.
②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a.图2是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm.
实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流.根据以上数据,可以算出小车的加速度a=    m/s2.(结果保留三位有效数字)
③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a~manfen5.com 满分网图线后,发现:当manfen5.com 满分网较大时,图线发生弯曲.于是,该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正,避免了图线的末端发生弯曲的现象.那么,该同学的修正方案可能是   
A.改画a与manfen5.com 满分网的关系图线      B.改画a与(M+m)的关系图线
C.改画 a与manfen5.com 满分网的关系图线         D.改画a与manfen5.com 满分网的关系图线.
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某宇航员登陆某颗星球后,想要测量该星球表面的重力加速度.为此该宇航员让一物体在重力作用下做平抛运动(空气阻力可以忽略),并用携带的频闪照相机拍摄下了一段运动过程如图.已知频闪照相机的频率为f=10.0Hz,照片中的每个小方块都为正方形且代表的实际长度为L=2.50cm.
(1)测量重力加速度的表达式应为g=    ;(用所给物理量的字母表达)
(2)根据交待数据,可求得此平抛运动初速度为v=    ,星球表面重力加速度g=    ;(结果保留3位有效数字)
(3)离开该星球时,宇航员让宇宙飞船在距离该星球表面非常近的圆轨道上飞行,并测出周期为T,假设该星球自转可以忽略,则该宇航员根据所测得的星球表面重力加速度g,以及已知的引力常量G,算出了该星球的质量M,则该宇航员计算的表达式为M=   
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如图所示装置,两根细绳拴住一球,保持两细绳间的夹角不变,若把整个装置顺时针缓慢转过90°,则在转动过程中,CA绳的拉力FA大小变化情况是    ,CB绳的拉力FB的大小变化情况是   
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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