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质量为m=4kg的风车,在与水平面成θ=37°角的斜向上拉力F=40N的恒力作用...

质量为m=4kg的风车,在与水平面成θ=37°角的斜向上拉力F=40N的恒力作用下沿粗糙水平面运动,风车所受的空气阻力不能忽略,其大小与速度大小成正比,比例系数k未知。今测得风车运动的v-t图像如图所示,且ABt=0时曲线的切线,B点的坐标为(415),CD平行于t轴(sin37°=0.6cos37°=0.8g=10m/s2

(1)风车开始阶段做什么运动?最后做什么运动?

(2)求当v0=5m/sv1=10m/s时,物体的加速度大小;

(3)求比例系数k及风车与水平面间的动摩擦因数。

 

(1)加速度逐渐减小的加速直线运动,匀速直线运动;(2)2.5m/s2, 0;(3)2kg/s,0.75。 【解析】 (1)由v-t图像可知:风车开始阶段0~4s内做加速度逐渐减小的加速直线运动,风车从4s末开始做匀速直线运动; (2)由v-t图像可得:当时,加速度大小为 时,风车开始做匀速直线运动,加速度大小为; (3)t=0时刻开始加速过程中,对风车受力分析如图所示: 由平衡条件及牛顿第二定律可得: , 最后匀速时: ,,, 解得: k=2kg/s,。  
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如图所示,光滑斜面的倾角θ=30°,有一木块从斜面上的A点由静止开始下滑,与此同时小球在距C点的正上方h=20m处自由落下,假设木块经过斜面|底端B点时速率不变,然后继续在粗糙的水平面上运动,在C点恰好与自由下落的小球相遇,若斜面AB段长L1=2.5m,水平BC段长L2=4m,不计空气阻力,g=10m/s2。求:

(1)小球下落到地面的时间;

(2)木块运动到B点时速度的大小

(3)木块与水平面BC间的动摩擦因数

 

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在某一笔直的公路上,一辆公共汽车以a=1m/s2的加速度从静止开始匀加速启动。某人在距离公共汽车尾部L=20m处,以v=6m/s的速度骑自行车匀速前行,运动方向与汽车相同。

(1)汽车经多长时间速度达到6m/s

(2)汽车从静止开始到速度达到6m/s过程中,汽车位移x1多大;

(3)此人能否追上汽车?请通过计算说明理由。

 

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某实验小组利用如图1所示的装置,探究物体的加速度与合外力、质量关系,将光电门AB固定在一端带定滑轮的长木板上的适当位置,小车上固定有挡光片,挡光片宽度d较小,可将挡光片经过光电门过程中的平均速度近似看成小车经过AB两点的瞬时速度。

实验进行了如下的操作:

(1)将长木板没有定滑轮的一端适当垫高,以平衡小车下滑时所受的摩擦力。具体操作为:小车_____(填“挂着”或“不挂”)钩码,反复调整垫块位置(或高度),将小车从长木板上轻推一下,观察小车的运动情况,使小车经过光电门A、光电门B时的挡光时间_________(填“相等”或“不相等”)。

(2)将小车和钩码用细绳拴接,跨过定滑轮后将小车从长木板的一定高度处由静止释放。已知钩码的质量为m,小车与挡光片的总质量为M,挡光片的宽度为d,两光电门之间的距离为s,小车经过光电门A、光电门B时的时间分为t1t2。下列:

①小车经过光电门A、光电门B的瞬时速度的表达式分别为vA=_________vB=_________,加速度的表达式a=_________。(用题中已知物理量表示)

②该小组的同学在探究加速度与外力的关系时,保持小车与挡光片的总质量M不变,通过改变钩码的质量m,得到了多组实验数据,画出小车的a-F图像(实验中满足m<<MFmg),如图2所示。如果实验误差很小,则a-F图像应为____(填“甲”“乙”或“丙”)图线;如果长木板保持水平或倾角过小,则a-F图像应为____(填“甲”“乙”或“丙”)图线。

 

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某同学用一个木质小球从静止释放,研究其在空气中的运动规律,如图所示是小球的部分频闪照片,已知频闪仪每隔0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离。(当地重力加速度取9.81m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字)

(1)由频闪照片上的数据计算t4时刻小球的速度v4=_________m/s

(2)小球的加速度大小约为a=_________m/s2

(3)根据(2)a的计算结果,比较当地的重力加速度,分析其产生的原因:__________________

 

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如图所示,圆1和圆2外切,它们的圆心在同一竖直线上,有四块光滑的板,它们的一端A搭在竖直墙面上,另一端搭在圆2上,其中BCD三块板都通过两圆的切点,B在圆1上,C在圆1内,D在圆1外,A板与D板最低点交于一点ad),且两板与竖直墙面的夹角分别为30°、60°,从ABCD四处同时由静止释放一个物块,它们都沿板运动,到达叫板底端的时间分别为tAtBtCtD,下列判断正确的是(  )

A.最短 B.最短 C. D.

 

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