(8分)如图(a)所示,质量为m=2kg的物块以初速度v0=20m/s从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动,同时物块受到一水平向左的恒力F作用,在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图(b)所示,g取10m/s2。试求:
(1)物块在0—4s内的加速度a1的大小和4s—8s内的加速度a2的大小;
(2)恒力F的大小及物块与水平面间的动摩擦因数μ。
(6分)某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示,A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端与桌面相切),B是质量为m的滑块(可视为质点)。
第一次实验,如图(a)所示,将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定,让滑块从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P点,测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1;
第二次实验,如图(b)所示,将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定,让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P′点,测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′ 间的水平距离x2。
(1)在第二次实验中,滑块在滑槽末端时的速度大小为_____________。(用实验中所测物理量的符号表示,已知重力加速度为g)。
(2)(多选)通过上述测量和进一步的计算,可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ,下列能引起实验误差的是( )
(A)h的测量 (B)H的测量 (C)L的测量 (D)x2的测量
(3)若实验中测得h=15cm、H=25cm、x1=30cm、L=10cm、x2=20cm,则滑块与桌面间的动摩擦因数μ=_________。
(8分)某同学用如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律。
(1)本实验应用的实验方法是
A.控制变量法 B.假设法 C.理想实验法 D.等效替代法
(2)(多选题)为了验证加速度与合外力成正比,实验中必须做到
A.实验前要平衡摩擦力
B.每次都必须从相同位置释放小车
C.拉小车的细绳必须保持与轨道平行
D.拉力改变后必须重新平衡摩擦力
(3)图2为某次实验得到的纸带,纸带上相邻的两计数点间有四个点未画出,则小车的加速度大小为
a= m/s2(结果保留两位有效数字)
图2
(4)在验证“质量一定,加速度a与合外力F的关系”时,某学生根据实验数据作出了如图3所示的a-F图像,其中图线不过原点并在末端发生了弯曲,产生这种现象的原因可能有 。
A.木板右端垫起的高度过小(即平衡摩擦力不足)
B.木板右端垫起的高度过大(即平衡摩擦力过度)
C.盘和重物的总质量m远小于车和砝码的总质量M(即m<<M)
D.盘和重物的总质量m不远小于车和砝码的总质量M
如图1所示,在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体。现对甲施加水平向右的拉力F,通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F变化的关系如图2所示。 巳知重力加速度g = 10 m/s2,由图线可知( )
A.甲的质量是2kg
B.甲的质量是6kg
C.甲、乙之间的动摩擦因数是0.2
D.甲、乙之间的动摩擦因数是0.6
2013年12月14日21时11分,嫦娥三号着陆器成功降落在月球虹湾地区,实现中国人的飞天梦想.该着陆器质量为1.2×103 kg,在距离月球表面100 m处悬停,自动判断合适着陆点后,竖直下降到距离月球表面4 m时速度变为0,然后关闭推力发动机自由下落,直至平稳着陆.若月球表面重力加速度是地球表面重力加速度的倍,着陆器下降过程中的高度与时间关系图象如图所示,则下述判断正确的是( )
A.着陆器在空中悬停时,发动机推力大小是1.2×104 N
B.着陆器从高100 m下降至4 m过程中的平均速度为8 m/s
C.着陆器着陆时的速度大约是3.65 m/s
D.着陆器着陆后,对月球表面的压力是2×104 N
如图所示,质量为m的质点静止地放在半径为R的半球体M上,质点与半球体间的动摩擦因数为μ,质点与球心的连线与水平面的夹角为θ,则下列说法正确的是( )
A.地面对半球体的支持力为(M+m)g
B.质点对半球体的压力大小为mgcosθ
C.质点受半球体的摩擦力大小为mgcosθ
D.地面对半球体的摩擦力方向水平向左