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【题目】某同学为了探究物体与斜面间的动摩擦因数,进行了如下实验:取一质量为m的物体,使其在沿斜面方向的推力作用下向上运动,如图甲所示,通过力传感器得到推力随时间变化的规律如图乙所示,通过频闪照相处理后得出速度随时间变化的规律如图丙所示,若已知斜面的倾角α30°,若取重力加速度g10m/s2,则由此可得(  )

A. 物体的质量为4kg

B. 物体与斜面间的动摩擦因数为

C. 撤去推力F后,物体将做匀减速运动,最后可以静止在斜面上

D. 撤去推力F后,物体下滑时的加速度为 m/s2

【答案】BD

【解析】

根据“推力随时间变化的规律如图乙所示”、“速度随时间变化的规律如图丙所示,”可知,本题考查牛顿第二定律的应用,根据v﹣t图象与F﹣t图象获取所需信息、对物体正确受力分析,应用牛顿第二定律列式计算。

A、由图丙所示图象可知,0~2s内,物体加速度a= m/s2=0.5m/s2,由图乙所示,此段时间内的推力为:F1=21.5N,

由牛顿第二定律得:F1﹣mgsin30°﹣μmgcos30°=ma…①,

由图丙所示可知,2s以后物体做匀速直线运动,由图乙所示图象可知,此时推力为:F2=20N,

由平衡条件得:F2=mgsin30°+μmgcos30°…②,

由①②解得:m=3kg,μ=,故A错误,B正确;

C、物体与斜面间的滑动摩擦力为:f=μmgcos30°=×30×=5N,重力沿斜面向下的分力为:G1=mgsin30°=15N>f,则物体速度变为零后要反向向下加速度滑动,不会静止在斜面上,故C错误;

D、撤去推力物体下滑时,由牛顿第二定律得:μmgcos30°﹣mgsin30°=ma,a=m/s2,故D正确;

故选:BD。

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实验主要步骤:

(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;

(ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I

(iii)U为纵坐标,I为横坐标,做UI图线(UI都用国际单位);

(iv)求出UI图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a

回答下列问题:

(1)电压表最好选用__________;电流表最好选用_________

A.电压表(0~3 V,内阻约15 kΩ)

B.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)

C.电流表(0~200 mA,内阻约2 Ω)

D.电流表(0~30 mA,内阻约2 Ω)

(2)选用kaR1R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______r=______,代入数值可得Er的测量值。

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A. 只将绳的左端移向点,拉力变小

B. 只将绳的左端移向点,拉力不变

C. 只将绳的右端移向点,拉力变大

D. 只将绳的右端移向点,拉力不变

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