【题目】如图所示,质量为1kg的小球穿在固定的直杆上,杆与水平方向成37°角,球与杆间的动摩擦因数μ=0.5.小球在竖直向上的大小为20N的拉力F作用下,从离杆的下端0.24m处由静止开始向上运动,经过1s撤去拉力,取g=10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小球沿杆上滑的加速度大小;
(2)小球沿杆上滑的最大距离;
(3)小球从静止起滑到杆的下端所需的时间.
【答案】
(1)解:对物体根据牛顿第二定律有:(F﹣mg)sin37°﹣μ(F﹣mg)cos37°=ma1
解得小球上滑的加速度大小为:a1=2m/s2
答:小球沿杆上滑的加速度大小为2m/s2;
(2)解:根据运动学规律有:
v1=a1t1=2×1m/s=2m/s
撤去拉力后,小球继续向上运动,根据牛顿第二定律:
mgsin37°+μmgcos37°=ma2
解得:a2=10m/s2
联立以上各式解得小球沿杆上滑的最大距离为:x=x1+x2=1m+0.2m=1.2m
答:小球沿杆上滑的最大距离为1.2m;
(3)解:小球运动到最高点后开始下滑,有:
根据牛顿第二定律有:mgsin37°﹣μmgcos37°=ma3
根据位移时间关系有:
联立解得:a3=2m/s,t3=1.2s
小球从静止起滑到杆的下端所需的时间为:t=t1+t2+t3=2.4s
答:小球从静止起滑到杆的下端所需的时间为2.4s.
【解析】(1)对物体受力分析,根据牛顿第二定律可求得加速度;(2)根据速度公式可求得撤去拉力时的速度和位移,再对撤去拉力过程进行分析,根据牛顿第二定律可求得加速度,再根据速度和位移的关系求解位移,即可求得总位移;(3)下滑过程根据牛顿第二定律可求得加速度,再结合运动学公式求解时间.
【考点精析】解答此题的关键在于理解匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系的相关知识,掌握速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.
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【题目】静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图7所示,x轴正方向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷( )
A. 在x2和x4处电势能相等
B. 由x1运动到x3的过程中电势能增大
C. 由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小
D. 由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大
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【题目】如图所示,在竖直向上的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细绳的一端系着一个带电小球,另一端固定于O点,小球在竖直平面内做匀速圆周运动,最高点为a,最低点为b.不计空气阻力,则 ( )
A. 小球带负电
B. 电场力跟重力平衡
C. 小球在从a点运动到b点的过程中,电势能减小
D. 小球在运动过程中机械能守恒
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【题目】两个实验小组做了如下两个实验,请回答下列问题:
(1)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图所1示.下列表述正确的是
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比
(2)另一个实验小组利用图2甲实验装置探究“求合力的方法”实验.
①下列说法中正确的是
A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化
B.弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下
C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程
D.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90°
②弹簧测力计的指针如图2乙所示,由图可知拉力的大小为N
③本实验采用的科学方法是
A.理想实验法
B.控制变量法
C.等效替代法
D.建立物理模型法
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【题目】在航天领域中,悬绳卫星是一种新兴技术,它要求两颗卫星都在圆周轨道上运动,且两颗卫星与地心连线始终在一条直线上,如图所示.已知悬绳的长度为L,其重力不计,卫星A、B的线速度分别为v1、v2,则下列说法正确的是
A. 两颗卫星的角速度不相同
B. 两颗卫星的线速度满足v1>v2
C. 两颗卫星之间的悬绳一定受到拉力的作用
D. 假设在B卫星轨道上还有一颗卫星C(图中没有画出),它们在同一平面内同向运动,运动一段时间后B、C可能相碰
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【题目】一端开口的极细玻璃管开口朝下竖直立于水银槽的水银中,初始状态管内外水银面的高度差为l0=62cm,系统温度27℃.因怀疑玻璃管液面上方存在空气,现从初始状态分别进行两次试验如下:①保持系统温度不变,将玻璃管竖直向上提升2cm(开口仍在水银槽液面以下),结果液面高度差增加1cm;②将系统温度升到77℃,结果液面高度差减小1cm.已知玻璃管内粗细均匀,空气可看成理想气体,热力学零度可认为为-273℃.求:
(1)实际大气压为多少cmHg?
(2)初始状态玻璃管内的空气柱有多长?
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【题目】图中,四盏灯分别标为:L1(4V,1.6W),L2(5V,1.25W),L3(6V,1.8W),L4(10V,10W)。那么,将电路两端接到 8V 电源上后,它们消耗的电功率 P1、P2、P3、P4的关系是(设灯的的电阻都不变)( )
A. P2> P1>P4>P3 B. P1>P2>P3>P4 C. P2>P1>P3>P4 D. P1> P2>P4>P3
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【题目】下图是示波管的工作原理图:电子经电场加速后垂直于偏转电场方向射入偏转电场,若加速电压为U1,偏转电压为U2,偏转电场的极板长度与极板间的距离分别为L和d,y为电子离开偏转电场时发生的偏转距离。取“单位偏转电压引起的偏转距离”来描述示波管的灵敏度,即(该比值越大则灵敏度越高),则下列哪种方法可以提高示波管的灵敏度 ( )
A. 增大L B. 减小d C. 增大U1 D. 增大U2
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【题目】电磁打点计时器使用低压_________电源,(填交流或直流)通常的工作电压在6V以下,电源频率为50 Hz时,每隔______s打一次点,如果两个计数点间还有四个点没画出来,则相邻两个计数点间的时间为______s
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