(10分)滑沙游戏中,游戏者从沙坡顶部坐滑沙车滑下.为了安全,滑沙车上通常装有刹车手柄,游客可以通过操纵刹车手柄对滑沙车施加一个与车运动方向相反的制动力F,从而控制车速.为便于研究,作如下简化:游客从顶端A点由静止滑下8s后,操纵刹车手柄使滑沙车匀速下滑至底端B点,在水平滑道上继续滑行直至停止.已知游客和滑沙车的总质量m=70kg,倾斜滑道AB长LAB=128m,倾角θ=37°,滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数μ=0.5.滑沙车经过B点前后的速度大小不变,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力.
(1)求游客匀速下滑时的速度大小.
(2)求游客匀速下滑的时间.
(3)若游客在水平滑道BC段的最大滑行距离为16m,则他在此处滑行时,需对滑沙车施加多大的水平制动力?
(8)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,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图11所示,取重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)小环的质量m;
(2)细杆与地面间的倾角α.
(8分)为了安全,在高速公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离.已知某段高速公路的最高限速v=108 km/h,假设前方车辆突然停止,后面车辆司机从发现这一情况起,经操纵刹车到汽车开始减速经历的时间(即反应时间)t=0.50 s,刹车时汽车获得的最大加速度为5m/s2.该段高速公路上以最高限速行驶的汽车,至少应保持的距离为多大?取g=10 m/s2.
(5分)小明同学到实验室去做《验证力的平行四边形定则》的实验时看见实验桌上有一把20分度的游标卡尺,他立即用游标卡尺测量了钢笔套的长度,如图(a)所示,则钢笔套的长度为____ _mm.
(2)随后小明开始做《验证力的平行四边形定则》的实验,在水平放置的木板上垫上一张白纸,把橡皮条的一端固定在板上的A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套,如图(b)所示。先用两个弹簧秤钩住细绳套,互成角度拉橡皮条使之伸长,结点被拉到某一位置O,此时记下两个弹簧测力计的读数F1和F2和两细绳的方向.请完成下列问题:
① F1的读数如图(c)所示(只画出了弹簧秤的一部分)则F1=_______N.
②小明再用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条拉长,应该使结点拉到________ _______,记下弹簧测力计的读数,并记下 .
如图所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持 不变,用钩码所受的重力作为 ,用DIS测小车的加速度。
(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.轨道保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
在地面附近,存在着一个有界电场,边界MN将空间分成上下两个区域I、II,在区域II中有竖直向上的匀强电场,在区域I中离边界某一高度由静止释放一个质量为m的带电小球A,如图甲所示,小球运动的v-t图像如图乙所示,不计空气阻力,则( )
A.小球受到的重力与电场力之比为3:5
B.在t=5s时,小球经过边界MN
C.在小球向下运动的整个过程中,重力做的功大于电场力做功
D.在1 s~4s过程中,小球的机械能先减小后增大