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在倾角θ=37°的粗糙斜面上有一质量m=2kg的物块,受如图甲所示的水平方向恒力...

在倾角θ=37°的粗糙斜面上有一质量m=2kg的物块,受如图甲所示的水平方向恒力F的作用,t=0时刻物块以某一速度从斜面上A点沿斜面下滑,在t=4s时滑到水平面上,此时撤去F,在这以后的一段时间内物块运动的速度随时间变化关系v-t图象如图乙所示,已知A点到斜面底端的距离x=18m,物块与各接触面之间的动摩擦因数相同,不考虑转角处机械能损失,g=10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8,求:

(1)物块在A点的速度;

(2)水平恒力F的大小.

 

(1) v0=5m/s (2) 【解析】 (1)物体在斜面上做匀加速运动,逆向看做匀加速运动,根据运动学公式求得在A点的速度; (2)在乙图中,根据斜率求得加速度,利用牛顿第二定律求得摩擦因数,在斜面上根据牛顿第二定律求得恒力F. (1)在斜面上,逆向看做减速运动,设物体在斜面上运动的加速度大小为a1,方向沿斜面向上,则 解得:a1=0.25m/s2 物块在A点的速度为v0=v+at=5m/s (2)设物块与接触面间的摩擦因数为μ,物块在水平面上运动时,有 μmg=ma2 由图线可知 a2=2m/s2 解得 μ=0.2 物块在斜面上运动时,设受的摩擦力为f,则Fcosθ-mgsinθ+f=ma1 f=μN N=mgcosθ+Fsinθ 解得:
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如图所示,从高为HA点平抛一物体,其水平射程为2s;在A点正上方高为2HB点同方向平抛另一物体,其水平射程为s,两物体在空中的运行轨道在同一竖直面内,且都从同一个屏M的顶端擦过,求屏M的高度.

 

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某高速公路的一个出口路段如图所示,情景简化:轿车从出口A进入匝道,先匀减速直线通过下坡路段至B点(通过B点前后速率不变),再匀速率通过水平圆弧路段至C点,最后从C点沿平直路段匀减速到D点停下。已知轿车在A点的速度v0=72km/hABL1=l50mBC为四分之一水平圆弧段,限速(允许通过的最大速度)v=36km/h,轮胎与BC段路面间的动摩擦因μ=0.5,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,CD段为平直路段长L2=50m,重力加速度gl0m/s2

1)若轿车到达B点速度刚好为v=36km/h,求轿车在AB下坡段加速度的大小;

2)为保证行车安全,车轮不打滑,求水平圆弧段BC半径R的最小值及轿车A点到D点全程的最短时间。

 

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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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某同学在探究平抛运动的规律实验时,将小球做平抛运动,用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄到了如图所示的照片,已知每个小方格边长9.8cm,当地的重力加速度为g9.8m/s2

1)由于相机问题,有一个位置没有拍到,若以拍摄的第一点为坐标原点,水平向右和竖直向下为正方向,则没有被拍摄到的小球位置坐标为_____

2)小球平抛的初速度大小为_____m/s

 

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如图甲所示,倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t0时,将质量m1kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上,物体相对地面的vt图像如图乙所示。设沿传送带向下为正方向,取重力加速度g10m/s2。则(  

A.传送带的速率v010m/s

B.传送带的倾角θ30°

C.物体与传送带之间的动摩擦因数µ0.5

D.0~2.0s内物体在传送带上留下的痕迹为6m

 

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