【题目】如图甲所示,有一倾角为30°的光滑固定斜面,斜面底端的水平面上放一质量为M的木板.开始时质量为m=1kg的滑块在水平向左的力F作用下静止在斜面上,今将水平力F变为水平向右,当滑块滑到木板上时撤去力F,滑块滑上木板的过程不考虑能量损失.此后滑块和木板在水平上运动的v﹣t图象如图乙所示,g=10m/s2 . 求
(1)水平作用力F的大小;
(2)滑块开始下滑时的高度;
(3)木板的质量.
【答案】
(1)解:滑块受到水平推力F、重力mg和支持力N处于平衡,如图所示,
水平推力:F=mgtanθ=1×10× =
答:水平作用力F的大小位 ;
(2)由图乙知,滑块滑到木板上时速度为:v1=10m/s
设下滑的加速度为a,由牛顿第二定律得:mgsinθ+Fcosθ=ma
代入数据得:a=10m/s2
则下滑时的高度:h=
答:滑块开始下滑时的高度为2.5m;
(3)设在整个过程中,地面对木板的摩擦力为f,滑块与木板间的摩擦力为f1
由图乙知,滑块刚滑上木板时加速度为:
对滑块:f1=ma1①
此时木板的加速度:
对木板:﹣f1﹣f=Ma2②
当滑块和木板速度相等,均为:v=2m/s之后,连在一起做匀减速直线运动,加速度为:a3=
对整体:﹣f=(m+M)a3③
联立①②③带入数据解得:M=1.5kg
答:木板的质量为1.5kg.
【解析】(1)滑块在斜面上受到水平推力F、重力mg和支持力N处于平衡状态,合外力为零。水平推力F、重力mg的合力等于支持力N。
(2)从图乙中读出滑块滑到木板上时速度,根据牛顿第二定律算出物体的加速度,利用匀变速直线运动公式,算出滑块开始下滑时的高度。
(3))从图乙中读出滑块滑到木板上时的速度和滑块刚滑上木板时加速度,通过受力分析求出木板的加速度,当滑块和木板速度相等,连在一起做匀减速直线运动,加速度可求,最后对整体进行受力分析,求出木板的质量。
【考点精析】本题主要考查了连接体问题的相关知识点,需要掌握处理连接题问题----通常是用整体法求加速度,用隔离法求力才能正确解答此题.
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【题目】下列说法正确的是( )
A.速度大的物体,它的动量一定也大
B.动量大的物体,它的速度一定也大
C.只要物体的运动速度大小不变,则物体的动量也保持不变
D.物体的动量变化越大则该物体的速度变化一定越大
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【题目】如图,质量为M的导热性能极好的气缸,高为L,开口向上置于水平地面上,气缸中有横截面积为S、质量为m的光滑活塞,活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内.外界温度为t1、大气压为p0 , 此时气柱高度为l,气缸和活塞的厚度均可忽略不计,重力加速度为g.
(1)用竖直向上的力作用在活塞上使气缸能离开地面,则需要施加的最小力F1多大?
(2)将气缸固定在地面上,如果气体温度保持不变,将活塞缓慢拉至气缸顶端,求在顶端处,竖直拉力F2的大小.
(3)如果外界温度由t1缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端,则此时外界温度为多少摄氏度?
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【题目】如图,为测量作匀加速直线运动小车的加速度,将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上,测得二者间距为d.
(1)当小车匀加速经过光电门时,测得两挡光片先后经过的时间△t1和△t2 , 则小车加速度a= .
(2)为减小实验误差,可采取的方法是
A.增大两挡光片宽度b
B.减小两挡光片宽度b
C.增大两挡光片间距d
D.减小两挡光片间距d.
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【题目】在“研究匀变速直线运动”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带研究,如图示每个计数点间有四个点还没有画出。其中打点计时器电源频率为50Hz。其中S1=7.05cm,S2=7.68cm,S3=8.33cm,S4=8.95cm,S5=9.61cm,S6=10.26cm,
(1)纸带中相邻两个计数的时间间隔是__________s;
(2)打点计时器打下A点时小车的瞬时速度为______m/s,小车的加速度为_______m/s2(结果均保留三位有效数字)。
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【题目】“验证力的平行四边形定则”的实验,如图①所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.图②所示是在白纸上根据实验结果画出的图.
(1)本实验采用的科学方法是
A.理想实验法 | B.等效替代法 |
C.控制变量法 | D.建立物理模型法 |
(2)图②中的 是力F1和F2的合力的理论值; 是力F1和F2的合力的实际测量值.
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【题目】如图所示,倾角为α=37°的斜面固定在水平地面上,一质量m=1kg的小滑块以速度v0=5m/s从底端滑上斜面.经0.5s时的速度为零,斜面足够长.g取10m/s2 . (sin37°=0.6,cos37°=0.8)求
(1)滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)1s时的位移.
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【题目】李明同学在做《互成角度的两个力的合成》实验时,利用坐标纸记下了橡皮条的结点位置O点以及两个弹簧测力计拉力的大小,如图甲所示.
(1)试在图甲中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示,并用F表示此力.
(2)本实验采用的科学方法是________。
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.建立物理模型法
(3)有关此实验,下列叙述正确的是(______)
A.两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮条的拉力大
B.橡皮条的拉力是合力,两弹簧测力计的拉力是分力
C.两次拉橡皮条时,需将橡皮条结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D.若只增大某一个弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮条结点位置不变,只需调整另一个弹簧测力计拉力的大小即可
(4)图乙所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个实验比较符合实验事实?(力F′是用一个弹簧测力计拉时的图示)答:________.
(5)同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是________(填字母代号)。
A.两根细绳必须等长
B.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行
C.用两弹簧测力计同时拉细绳时,两弹簧测力计示数应适当大一些
D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
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【题目】车辆在行驶过程中随意变道可能造成交通事故.某司机驾车以54km/h在快车道上行驶,行驶在该车前面的另一辆小轿车以36km/h在慢车道上行驶,当后车车头和前车车尾相距d=5m时,前面司机突然加速变道至后车正前方,其加速度大小a1=1m/s2 . 不考虑变道带来的方向变化.(取 =3.9)求:
(1)若后车的司机不减速,经过多少时间两车相撞;
(2)若后车的司机发现前车变道,立即刹车减速,为避免发生车祸,后车刹车减速的加速度a2至少为多大.
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