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如图所示,一质量m=2 kg的小球套在一根固定的足够长的直杆上,直杆与水平面夹角...

如图所示,一质量m=2 kg的小球套在一根固定的足够长的直杆上,直杆与水平面夹角θ=37°.现小球在与杆也成θ角的斜向上F=20 N的外力作用下,从A点静止出发向上运动.已知杆与球间的动摩擦因数μ=0.5,g10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:

(1)小球运动的加速度a1

(2)F作用4 s后撤去,小球上滑过程中距A点最大距离sm

(3)上题中,若从撤去力F开始计时,小球经多长时间将经过距A点上方8.35 mB点.

 

(1)1m/s2 (2)8.8m (3)1.07 s 【解析】(1)在力F作用时有: F cos37°- mgsin37° - m(mg cos37° - F sin37°)=ma1a1=1m/s2 (3分) (2)刚撤去F时,小球的速度υ1= a1t1=4m/s 小球的位移s1 =t1=8m (1分) 撤去力F后,小球上滑时有:-(mgsin37° + mmgcos37°)=ma2a2="-10" m/s2 (1分) 因此小球上滑时间t2==0.4s 上滑位移s2=t2=0.8m (1分) 则小球上滑的最大距离为sm= s1 + s2 =8.8m (1分) (3)在上滑阶段通过B点: sAB- s1= υ1t3-a2t32 通过B点时间 t3="0.1" s ,另t3="0.7s" (舍去) (2分) 小球返回时有:mgsin37° - mmgcos37° = ma3a3 =" 2" m/s2 (1分) 因此小球由顶端返回B点时有:sm- sAB=a3t42t4=(1分) 通过B点时间 t2+ t4=» 1.07 s (1分) 考点:动力学问题的考查。  
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考点分析:
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用同种材料制成倾角为30°的斜面和长水平面,斜面长2.4 m且固定,一小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度v0开始自由下滑,当v0=2 m/s时,经过0.8 s后小物块停在斜面上.如图甲所示,多次改变v0的大小,记录下小物块开始运动到最终停下的时间t作出tv0图象,如图乙所示,求:

(1)小物块与该种材料间的动摩擦因数为多少?

(2)某同学认为,若小物块初速度为4 m/s,则根据图像中tv0成正比推导,可知小物块运动时间为1.6 s.以上说法是否正确?若不正确,说明理由并解出你认为正确的结果.

 

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某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数,他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况,装置如图甲所示.他使木块以初速度v04 m/s的速度沿倾角θ30°的斜面上滑紧接着下滑至出发点,并同时开始记录数据,结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的vt图线如图乙所示.g10 m/s2.求:

(1)上滑过程中的加速度的大小a1

(2)木块与斜面间的动摩擦因数μ

(3)木块回到出发点时的速度大小v.

 

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某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一个合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩及矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MNPQ,并测出间距d.开始时将固定有弹簧秤的木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.

(1)木板的加速度可以用dt表示为a________;为了减小测量加速度的偶然误差,可以多次测量时间t,取t的平均值;

(2)改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系,下列图像能粗略表示该同学实验结果的是________

(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩的方法相比,它的优点是________

A.可以改变滑动摩擦力的大小

B.可以更方便地获取多组实验数据

C.可以比较精确地测出摩擦力的大小

D.可以获得更大的加速度以提高实验精确度

 

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某实验小组用图甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系.图甲中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电磁打点计时器相连,小车的质量为m1,小盘及砝码的总质量为m2.

(1)下列说法正确的是___________

A.实验时先放开小车,再接通打点计时器的电源

B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力

C.本实验中要使小车受到的拉力等于小盘及砝码的总重力,应满足m2远小于m1的条件

D.在用图像探究小车加速度a与小车m1的关系时,应作出am1图像

(2)实验得到如图乙所示的一条纸带,ABCDE为计数点,相邻两个计数点的时间间隔为TBC两点的间距x2DE两点的间距x4已量出,利用这两段间距计算小车加速度的表达式为a________.

(3)某同学平衡好摩擦阻力后,在保持小车质量不变的情况下,通过改变砝码个数,得到多组数据,但该同学误将砝码的重力当作绳子对小车的拉力,作出了小车加速度a与砝码重力F的图像如图丙所示.据此图像分析可得,小车的质量为______ kg,小盘的质量为______ kg.(g=10 m/s2,保留两位有效数字)

 

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如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行.初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v﹣t图象(以地面为参考系)如图乙所示.已知v2v1,则( )

A. t2时刻,小物块离A处的距离达到最大

B. t2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大

C. 0t2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左

D. 0t3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

 

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