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一光滑斜面固定在水平地面上,用平行于斜面的力F拉质量为m的物体,可使它匀速向上滑...

一光滑斜面固定在水平地面上,用平行于斜面的力F拉质量为m的物体,可使它匀速向上滑动,如图所示、若改用大小为3F的力,仍平行于斜面向上拉该物体,让物体从底部由静止开始运动、已知斜面长为L,物体的大小可以忽略、求:

1)在3F力的作用下,物体到达斜面顶端时的速度;

2)要使物体能够到达斜面顶端,3F力作用的时间至少多长?

 

(1) ;(2) 【解析】(1)设斜面倾角为θ,在物体匀速运动时,对物体受力分析可得:F-mgsinθ=0 当用3F的拉力时,设物体的加速度为a,到达顶端时速度为v, 由牛顿第二定律可得:3F-mgsinθ=ma 由速度位移的关系式可得:v2-0=2aL 解得:v=2 (2)设3F的拉力至少作用t1时间,加速度为a1,撤去后加速度大小为a2 由牛顿第二定律可得: 3F-mgsinθ=ma1 F=mgsinθ=ma2 物体加速上升的位移为:S1=a1t12 物体减速上升的位移为:S2=vt-a2t22 物体运动的总位移等于斜面的长度L,即:S1+S2=L 因为加速的末速度就是减速过程的初速度,即:v=a1t1=a2t2 由以上方程联立解得:t1=.
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春节放假期间,全国高速公路免费通行,小轿车可以不停车通过收费站,但要求小轿车通过收费站窗口前x0=9m区间的速度不超过v0=6m/s.现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以v=20m/sv=34m/s的速度匀速行驶,甲车在前,乙车在后.甲车司机发现正前方收费站,开始以大小为a=2m/s2的加速度匀减速刹车.

1)甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章;

2)若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前9m处的速度恰好为6m/s,乙车司机在发现甲车刹车时经t0=0.5s的反应时间后开始以大小为a=4m/s2的加速度匀减速刹车.为避免两车相撞,且乙车在收费站窗口前9m区不超速,则在甲车司机开始刹车时,甲、乙两车至少相距多远?

 

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如图所示,放在粗糙斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态,轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻质弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点.轻质弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ=60°,斜面倾角α=30°,物块AB的质量分别为mA=5kgmB=1.5kg,弹簧的劲度系数为k=500N/m,重力加速度g=10m/s2.求

1)弹簧的伸长量x

2)物块A受到的摩擦力f的大小和方向.

 

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如图1所示为探究滑块加速度与力、质量的关系实验装置图.滑块置于一端带有定滑轮的长木板上,左端连接纸带,纸带穿过电火花打点计时器.滑块的质量为m1,托盘(及砝码)的质量为m2

1)下列说法正确的是_________

A.为平衡滑块与木板之间的摩擦力,应将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂托盘(及砝码)的情况下使滑块恰好做匀速运动

B.每次改变滑块质量时,应重新平衡摩擦力

C.本实验m2应远大于m1

D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作a图象

2)实验中,得到一条打点的纸带,如图2所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1x2x3x4已量出,则计算滑块加速度的表达式为a=______

3)某同学在平衡摩擦力后,保持滑块质量不变的情况下,通过多次改变砝码重力,作出滑块加速度a与砝码重力F(未包括托盘)的图象如图3所示,若牛顿第二定律成立,重力加速度g=10m/s2,则滑块的质量为______kg,托盘的质量为_______kg.(结果保留两位有效数字)

4)如果砝码的重力越来越大,滑块的加速度不能无限制地增加,会趋近于某一极限值,此极限值为_______

 

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某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系的步骤如下:

A.将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧;

B.弹簧自然悬挂,待弹簧静止时,长度计为L0,弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10g砝码,弹簧长度依次L1L6,数据如下表:

代表符号

L0

Lx

L1

L2

L3

L4

L5

L6

数值(cm

25.35

27.35

29.35

31.30

33.4

35.35

37.40

39.30

 

C.根据数据计录表格作出如下的图线,纵轴是砝码的质量m,横轴是弹簧长度与Lx的差值x

回答如下问题:

1)表中有一个数值记录不规范,代表符号为______

2)由图可知弹簧的劲度系数为______N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为_______g(结果均保留两位有效数字,重力加速度取9.8 m/s2).

 

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一条水平传送带以速度v0逆时针匀速转动,现有一物体以速度v向右冲上水平传送带,若物体与传送带间的动摩擦因数恒定,规定向右为速度的正方向,则物体在传送带上滑动时的速度随时间变化的图线可能是选项图中的(   )

A.     B.     C.     D.

 

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