如图甲所示,质量为M=0.5 kg的木板静止在光滑水平面上,质量为m=1 kg的物块以初速度v0=4 m/s滑上木板的左端,物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,在物块滑上木板的同时,给木板施加一个水平向右的恒力F.当恒力F取某一值时,物块在木板上相对于木板滑动的路程为s,给木板施加不同大小的恒力F,得到-F的关系图像如图乙所示,其中AB与横轴平行,且AB段的纵坐标为1 m-1.将物块视为质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2.
(1)若恒力F=0,则物块会从木板的右端滑下,求物块在木板上滑行的时间是多少?
(2)图乙中BC为直线段,求该段恒力F的取值范围及-F函数关系式.
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,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)小球运动的加速度a1;
(2)若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 m的B点.
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t-v0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t与v0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.
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v0=4 m/s的速度沿倾角θ=30°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v-t图线如图乙所示.g取10 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.
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MN、PQ,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d、t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
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a-m1图像
(2)实验得到如图乙所示的一条纸带,A、B、C、D、E为计数点,相邻两个计数点的时间间隔为T,B、C两点的间距x2和D、E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)