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泥石流在爆发时通常沿山体倾泻而下,具有极快的速度与巨大的能量,破坏性极大,严重威...

泥石流在爆发时通常沿山体倾泻而下,具有极快的速度与巨大的能量,破坏性极大,严重威胁着人们的生命安全,因此人们要对一些自然灾害进行必要的了解,并予以防范.课题小组对泥石流的威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型:在足够长的斜面上放置一个质量m=4kg的物体,使该物体从静止开始,让其在随位移均匀减小的沿斜面向下的推力作用下运动,斜面的倾角θ=37°,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.8,其中推力F与物体到出发点的距离x的函数关系式为F=80-20x(N),其中0≤x≤4m.取g=10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8.求:

(1)物体在斜面上运动过程中的最大加速度am

(2)物体的速度达到最大时,到出发点的距离x1

(3)物体在斜面上运动的最大位移xm

 

(1)=19.6m/s2 (2)=3.92m (3)=100m 【解析】 (1)对物体受力分析,如图所示: 当x=0时,F最大,最大值=80N,此时物体的加速度最大 由牛顿第二定律有: 解得:=19.6m/s2 (2)当物体的加速度a=0时,物体的速度最大,设此时推为大小为F1,则有: 解得:=3.92m (3)物体在斜面上运动的位移最大时,其速度为零,设物体在斜面上运动的过程中推为F对物体所做的功为W,则由动能定理有: 设推为F=0时,物体到出发点的距离为,有 又 解得:=100m.  
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考点分析:
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如图所示,在匀强电场中把电荷量q2.0×109C的正电荷放在A点,所受电场力为F2.0×107N,把电荷从A点移到B点,静电力做功为W2.0×109JAB连线与电场强度方向的夹角为θ。求:

(1)匀强电场的场强大小;

(2)AB两点之间的电势差UAB

(3)AB的长度。

 

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某组同学计划用如图甲所示的实验装置,探究加速度a与合外力F及小车质量M之间的定量关系.

(1)为了平衡小车在运动过程中受到的阻力,必须使木板倾斜恰当的角度θ,若小车和木板之间的动摩擦因数为μ,则tanθ______μ(选填“>”“<”或“=”).

(2)实验得到如图乙所示的纸带.O点为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点ABCDEFG,小车的加速度大小为_________m/s2(结果保留2位有效数字).

(3)在处理实验数据时,用m表示砝码和托盘的总质量,用M表示小车的质量,用g表示当地的重力加速度.若用mMg表述小车的加速度,则测量值为_________,理论值为_________

 

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某实验小组进行验证机械能守恒定律的实验.

(1)甲同学用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律,将电火花计时器固定在铁架台上,把纸带的下端固定在重锤上,纸带穿过电火花计时器,上端用纸带夹夹住,接通电源后释放纸带,纸带上打出一系列的点,所用电源的频率为50 Hz,实验中该同学得到一条点迹清晰的纸带如图2所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点.纸带连续的计时点A、B、C、D至第1个点O的距离如图2所示,已知重锤的质量为1.00 kg,当地的重力加速度为g=9.8 m/s2,从起始点O到打下C点的过程中,重锤重力势能的减少量为=_________J,重锤动能的增加量为ΔEk=_________J,从以上数据可以得到的结论是______________.(结果保留3位有效数字).

   

(2)乙同学利用上述实验装置测定当地的重力加速度.他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以v2为纵轴画出了如图3所示的图线.由于图线明显偏离原点,若测量和计算都没有问题,其原因可能是___________________.乙同学测出该图线的斜率为k,如果阻力不可忽略,则当地的重力加速度g_____k(选填大于”、“等于小于”).

(3)丙同学用如图4所示的气垫导轨装置来验证机械能守恒定律,由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L,窄遮光板的宽度为d,窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1t2,经分析讨论,由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小,为此还需测量的物理量是_______________,机械能守恒的表达式为_______________________

 

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如图甲所示,一质量为m的物块在t=0时刻,以初速度v0从足够长、倾角为θ的粗糙斜面底端向上滑行,物块速度随时间变化的图象如图乙所示.t0时刻物块到达最高点,3t0时刻物块又返回底端.下列说法正确的是(  )

A.物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量为3mgt0·cosθ

B.物块从t=0时刻开始运动到返回底端的过程中动量的变化量为

C.斜面倾角θ的正弦值为

D.不能求出3t0时间内物块克服摩擦力所做的功

 

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如图所示,直线a与四分之一圆弧b分别表示两质点AB从同一地点出发,沿同一方向做直线运动的vt图.当B的速度变为0时,A恰好追上B,则下列说法正确的是

A.B质点做加速度减小的减速运动

B.B质点的位移为m

C.A质点追上B质点时的速度为m/s

D.A质点的加速度为m/s2

 

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