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某同学在学习了牛顿运动定律后,利用弹簧设计了如图所示的竖直加速度测量仪,可以用来...

某同学在学习了牛顿运动定律后,利用弹簧设计了如图所示的竖直加速度测量仪,可以用来测量某升降装置竖直上下运行时的加速度。一根轻弹簧上端固定在小木板上,旁边附有标尺。将重力为0.8N的小球P挂在弹簧下端,静止时指针指向刻度B处,当悬挂重力为1.0N的小球Q时,将静止时指针所指的刻度标记为0。小球Q与弹簧、木板、标尺共同组成竖直加速度测量仪。取重力加速度g=10m/s2

1)在某次测量中,弹簧的指针恰好指向位于刻度B处。求此时小球Q受到的弹力大小、小球Q加速度的大小和方向

2)当指针位于刻度F时,求此时小球Q受到的弹力大小、小球Q加速度的大小和方向。

 

(1)0.8N ; 2m/s2 竖直向下(2)1.3N; 3m/s2 竖直向上 【解析】 (1)由小球Q的重力可知,小球Q的质量 m=0.1kg 指针指向刻度B时,小球Q所受弹力 T1=0.8N 由牛顿第二定律 G-T1=ma1 解得 a1=2m/s2 方向竖直向下 (2)读题可知,弹簧形变量△x1为两格时,弹力大小变化 △T1=0.2N 弹簧形变量△x2为两格时,弹力大小变化: △T2=0.3N 指针指向刻度F时,小球Q所受弹力: T2=1.0N+0.3N=1.3N 由牛顿第二定律 T2-G =ma2 解得 a2=3m/s2 方向竖直向上  
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考点分析:
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如图所示,一个质量m=1kg的物块,在F=10N的拉力作用下,从静止开始沿水平面做匀加速直线运动,拉力方向与水平方向成θ=。假设物块与水平面之间的滑动摩擦因数μ=0.5,取重力加速度g=10m/s2sin=0.6cos=0. 8。求:

1)做出物块的受力分析图;

2)求物块运动的加速度大小;

3)求从静止开始物块移动2s后撤去F,物体还能运动多长时间?

 

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民航客机都有紧急出口,发生意外情况的飞机紧急着陆后,打开紧急出口,狭长的气囊会自动充气,生成一条连接出口与地面的斜面,人员可沿斜面滑行到地面。若机舱口下沿距地面h=3.6m,气囊所构成的斜面长度为l=6.0m,一个质量为m=60kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是f=240Ng10m/s2(为简化问题,此处将人看作质点,并忽略空气阻力) 求:

1)乘客在气囊上滑下的加速度至少为多大;

2)若乘客从静止开始下滑,滑到底需要多长时间?

 

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在停在水平地面上的小车内,用细绳ABBC拴住一个重球,绳BC呈水平状态,绳AB与竖直方向夹角为α,球的质量为m,绳AB的拉力为T1,绳BC的拉力为T2。求:

1)以小球为研究对象,画出受力图;

2)绳子拉力T1 T2的合力为T,求T的大小和方向,并说明理由;

3)当小车静止时,求绳子拉力T1 T2的大小。

 

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探究加速度与力、质量的关系,可以采用不同的研究方案。

1)甲同学采用的方案如图所示,将两个相同的小车放在水平木板上,前端各系一条细绳,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘中可以放不同的砝码,盘与砝码的总重力可以近似认为是小车受到的拉力。两小车后端各系一条细线,用黑板擦可以同时按住或放开这两条细线,使两车同时停止或运动。某次操作中,在相同时间内测得小车的位移分别为x1x2,若小车的加速度分别为a1a2,则 a1a2=_________,这么做的依据是________________________________ 

2)乙同学用如图所示器材进行定量探究。用拉力传感器(能测量拉力的仪器)和速度传感器(能测量瞬时速度的仪器)探究加速度与物体受力的关系。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L48.0cmAB两点各安装一个速度传感器,分别测量小车到达AB时的速率。

乙同学认为,运动时小车受到的拉力_____悬挂物的总重力(选填“>”“<”),所以乙同学采用力传感器进行实验。

实验主要步骤如下:

、将拉力传感器固定在小车上;

、垫高木板右端,让小车在不受拉力时做__________运动;

、把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;为保证细线的拉力不变,必须调节滑轮的高度使___________________________________

、接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达AB时的速率vAvB

、改变所挂钩码的数量,重复步骤的操作。

下表中记录了实验测得的几组数据,是两个速度传感器记录速度的平方差,则加速度的表达式a________(用已知符号表示),请将表中第4次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字)

次数

F/N

vv/(m2·s2)

a/(m·s2)

1

0.60

0.77

0.80

2

1.04

1.61

1.68

3

1.42

2.34

2.44

4

2.62

4.65

________

5

3.00

5.49

5.72

 

由表中数据,在坐标纸上作出aF关系图线______

对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线),造成上述偏差的原因除了拉力传感器读数可能偏大外,还可能是_____________________

 

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某同学做探究求合力的方法的实验实验装置如图6甲所示其中两个主要步骤如下

①用两个弹簧测力计分别钩住细绳套互成角度地拉橡皮条使橡皮条伸长结点到达某一位置O记下O点的位置读出并记录两个弹簧测力计的示数

②只用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条使其伸长读出并记录弹簧测力计的示数记下细绳的方向按同一标度作出这三个力的图示并求出F1F2的合力如图乙所示

(1)以上两步骤均有疏漏

在①中是__________________________________________________________________

在②中是_________________________________________________________________

(2)图乙所示的FF两力中方向一定沿AO方向的是________

 

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