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小明通过实验验证力的平行四边形定则. (1)实验记录纸如题图所示,O点为橡皮筋被...

小明通过实验验证力的平行四边形定则.

1)实验记录纸如题图所示,O点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置,两弹簧测力计共同作用时,拉力F1F2的方向分别过P1P2点;一个弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力F3的方向过P3点.三个力的大小分别为:F13.30 NF23.85 NF34.25 N.请根据图中给出的标度作图求出F1F2的合力.

2)仔细分析实验,小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化,影响实验结果.他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度,发现读数不相同,于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响.

实验装置如题图所示,将一张白纸固定在竖直放置的木板上,橡皮筋的上端固定于O点,下端N挂一重物.用与白纸平行的水平力缓慢地移动N,在白纸上记录下N的轨迹.重复上述过程,再次记录下N的轨迹.

两次实验记录的轨迹如题图所示,过O点作一条直线与轨迹交于ab两点,则实验中橡皮筋分别被拉伸到ab时所受拉力FaFb的大小关系为            

3)根据(2)中的实验,可以得出的实验结果有哪些?        (填写选项前的字母)

A.橡皮筋的长度与受到的拉力成正比

B.两次受到的拉力相同时,橡皮筋第2次的长度较长

C.两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较大

D.两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大

 

 

4)根据小明的上述实验探究,请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项.

 

                                                                                             

 

(1)如图所示 4.7N(4.6~4.9N均可);(2)Fa=Fb;(3)BD;(4)选用新橡皮筋;橡皮筋拉伸不宜过长 【解析】 试题(1)根据力的图示法作出力F1和F2的图示,如图所示,并根据力的平行四边形定则作出两者的合力,用刻度尺量得其长度为单位长度的4.7倍,即合力大小为4.7N(4.6~4.9N均可). (2)设Oab与竖直方向的夹角为θ,根据共点力平衡条件解得:F=mgtanθ,因此有:Fa=Fb (3)由中分析可知,橡皮筋上的拉力大小为:T=,因此有Ta=Tb,显然图中Ob>Oa,故选项A错误;选项B正确;橡皮筋因老化,每次被拉后,形变已经不能完全恢复,因此两次受到的拉力相同时,拉力越大,橡皮筋两次的长度之差越大故选项D正确;两次被拉伸到相同长度时,橡皮筋第2次受到的拉力较小,故选项C错误. (4)有上述分析可知,要确保橡皮筋发生弹性形变,因此应注意选用新的弹性较好的橡皮筋,每次橡皮筋的形变要在弹性限度内,即拉伸不宜过长.  
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考点分析:
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1)若板与桌面间光滑,物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移.

2)若板与桌面间有摩擦,为使物块能到达板右端,板与桌面的动摩擦因数的范围.

3)若板与桌面间的动摩擦因数取(2)问中的最小值,在物块从板的左端运动到右端的过程中,人拉绳的力所做的功(其他阻力均不计).

 

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1)动摩擦因数多大?

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一辆长为l15m的汽车以v115m/s的速度在公路上匀速行驶,在离铁路与公路垂直交叉点s1175m处,汽车司机突然发现离交叉点s2200m处有一列长为l2300m的列车以v220m/s的速度行驶过来,为了避免事故的发生,汽车司机立刻使汽车减速,让火车先通过交叉点,求汽车减速的加速度至少多大?(不计汽车司机的反映时间)

 

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如图所示,在海滨游乐场里有一种滑沙运动.某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后,沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若人和滑板的总质量m = 60.0 kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ = 0.5,斜坡的倾角θ = 37°(sin37°= 0.6cos37°=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g10 m/s2.求:

1)人从斜坡上滑下和在水平滑道上运动的加速度各为多大?

2)若由于场地的限制,水平滑到BC的最大长度L=20.0m,则斜坡上AB两点间的距离应不超过多少?

 

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如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验.图(a)为实验装置简图,A为小车,B为打点计时器,C为装有砂的砂桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,小车运动加速度a可由纸带求得.

  

1

2

3

4

5

6

7

8

小车加速度a/m·s2

1.90

1.72

1.49

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

小车质量m/kg

0.25

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

4.00

3.50

3.00

2.5

2.00

1.40

1.00

0.60

 

1)图(b)为某次实验得到的纸带(交流电的频率为50Hz),由图中数据求出小车加速度值为_______m/s2;(结果保留3位有效数字)

2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如表中所示,根据表中数据,为直观反映F不变时am的关系,请在坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线;_______

从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是__________

3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图(d),该图线不通过原点,明显超出偶然误差范围,其主要原因是________

4)若实验中将小车换成滑块,将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ.要测出动摩擦因数μ,需要测量的物理量有__________;实验测得的动摩擦因数μ比真实值_______(填“偏大”或“偏小”).

 

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