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如图所示,光滑的水平面上有一个质量为1kg的小球A以10m/s的初速度向右做匀速...

如图所示,光滑的水平面上有一个质量为1kg的小球A10m/s的初速度向右做匀速 直线运动,当A球经过P点时,外界对它施加一个水平向左的2N的恒定外力,A球向右最远能运动到Q点(图中未标出),不计球的大小。求:

1PQ两点之间的距离以及A球连续两次经过P点的时间间隔;

2)若在A球经过P点时,有一个质量为2kg的小球BQ点正以5m/s的速度向左匀速运动,要使两球不相撞,在P点外界至少要给A球施加多大的水平恒力?

 

(1)25m,10s(2)4.5N 【解析】 考查匀变速直线运动规律。 (1)由牛顿第二定律: 解得加速度大小为,方向向左,由位移与速度的关系式: 解得PQ两点之间的距离为; 整个运动过程加速度不变,做匀变速直线运动,回到P点即位移为0,由位移时间关系: 解得两次经过P点的时间间隔为; (2)要使两球不相撞,在P点外界至少要给A球施加一个恒力,使两球相遇时速度相等,设后相遇,相遇时B的位移大小为x1,则对B: 对A: 由牛顿第二定律: 解得。  
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为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲同学设计了如图所示的实验装置。其中 M为小 车的质量,m0为沙和沙桶的总质量。一轻绳跨过轻质的定滑轮和动滑轮一端连接沙桶,另一端连接 拉力传感器,拉力传感器可测出轻绳中的拉力大小。实验过程中,每次在释放小车前,先读出拉力传感器的示数并记为F

1)实验过程中,下列操作正确的是_____

A.调整长木板左端的定滑轮,使得细线与长木板平行

B.在不挂沙桶的前提下,将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力

C.小车靠近打点计时器,先释放小车,再接通电源

D.为减小误差,实验中要保证沙和沙桶的总质量m0远小于小车的质量 M

2)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时 器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为_______m/s2(结果保留两位有效数字)。

3)甲同学以力传感器的示数 F为横坐标,加速度 a为纵坐标,画出的 aF图象是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为 k,则小车的质量为_____

A.2tanθ   B.  C.   D.

4)乙同学也利用此装置探究合外力一定时,物体的加速度和质量的关系。他保持沙和沙桶的总质量不变,改变放在小车中砝码的质量m,测出对应的加速度a,假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响。他没有测量小车的质量 M,而是以为纵坐标,m 为横坐标,画出图像,从理论上分析,下列图像正确的是_____

A.B.C.D.

 

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某小组做“验证力的平行四边形定则”的实验时得出如图所示的图(Fˊ AO共线),其中A为固定橡皮条的固定点,O为橡皮条与细绳的结合点。

1)实验中需要的器材有:方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、图钉若干、刻度尺等,还必须要有的器材是_____

2)在实验过程中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把橡皮条 的结点拉到某一位置 O点,在同一实验过程中,前后两次应把橡皮条的结点拉到 ________位置(填“相同”或“不同”)

3)图中_____ F1 F2 合力的真实值(填“F”或“”)

4)实验过程中,若共点力F1 F2的夹角小于 90°,现改变弹簧测力计 F2 拉力方向,使α角减小,但不改变 F2的大小,那么要使保持 O点位置不动,就应调节弹簧测力计 F1的拉力大小及β角。在下列调整方法中,不可行的是_____

A.增大F1的拉力,增大β    B.增大F1的拉力,β角不变

C.增大 F1的拉力,减小β    D. F1的拉力大小不变,增大β角。

 

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如图甲所示,平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k,一端固定在倾角为θ的斜面底端,另一端与物块A连接,两物块AB质量均为m,初始时均静止,现用平行于斜面向上的力F拉动物块B,使B做加速度为a的匀加速运动,AB两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中AB图线,t1 时刻 AB 的图线相切,t2 时刻对应A图线的最高点,重力加速度为g。则下列说法正确的是(  )

A.t1时刻,弹簧的形变量为

B.t1时刻,AB刚分离时的速度为

C.t2时刻,弹簧形变量为0

D.从开始到t2时刻,拉力F先逐渐增大后不变

 

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在一块固定的倾角为θ的木板上叠放质量均为m的一本英语词典和一本汉语词典,图甲中英语词典在上,图乙中汉语词典在上,已知图甲中两本书一起匀速下滑,图乙中两本书一起加速下滑。已知两本书的封面材料不同,但每本书的上、下两面材料都相同,近似认为滑动摩擦力与最大静摩擦力相等,设英语词典和木板之间的动摩擦因数为μ1,汉语词典和木板之间的动摩擦因数为μ2,英语词典和汉语词典之间的动摩擦因数为μ3,则下列说法正确的是(  )

A.μ1一定小于tanθ

B.μ3一定等于tanθ

C.图乙中汉语词典受到的摩擦力大小一定是μ1mgcosθ

D.图甲中英语词典受到的摩擦力大小一定是μ3mgcosθ

 

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如图所示,一辆小车静止在水平地面上,车内固定着一个倾角为60°的光滑斜面OA,光滑挡板OB可绕转轴O在竖直平面内转动。现将一重为G的圆球放在斜面与挡板之间,挡板与水平面的夹角θ60°。下列说法正确的是(  )

A.若保持挡板不动,则球对斜面的压力大小为G

B.若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动60°,则球 对斜面的压力先减小后增大

C.若挡板从图示位置顺时针方向缓慢转动30°,则球 对挡板的压力先减小后增大

D.保持θ60°不变,使小车水平向左加速运动,则球对斜面OA的压力可能为零

 

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