【题目】为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数μ(设为定值),某同学经查阅资料知,一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长的过程中,弹力做功为kx2 , 于是他设计了以下实验。
第一步:如图所示,将弹簧的一端固定在竖直墙上,弹簧处于原长时另一端在A点。现推动滑块将弹簧压缩至B点,松手后滑块在水平桌面上运动一段距离,到达C点时停止。
第二步:将滑块挂在竖直放置的弹簧下,弹簧伸长后保持静止状态。
回答下列问题:
(1)对于松手后滑块在水平桌面上滑动过程中有关物理量的描述,下列说法正确的是______
A.当弹簧恢复原长时,滑块的加速度达最大值
B.当弹簧恢复原长时,滑块的速度达最大值
C.滑块的加速度先增大后减小,然后保持不变
D.滑块的加速度先减小后增大,然后保持不变
(2)你认为该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是(写出名称并用符号表示): .
(3)用直接测得的物理量表示滑块与水平桌面间动摩擦因数μ的计算式μ= .
【答案】
(1)D
(2)需要用刻度尺测出AB间的距离x1、BC间的距离s和弹簧竖直悬挂滑块时伸长的长度x2
(3)
【解析】解答:(1)松手后滑块在水平桌面上滑动过程中受到弹簧弹力和摩擦力的作用,根据牛顿第二定律得: a= ,滑块向右运动时,弹力减小,加速度减小,当弹力等于摩擦力时,加速度为零,速度达到最大值,木块继续向右运动,弹力进一步减小,加速度反向增大,木块做减速运动,当速度等于零时,加速度为零,故D正确,ABC错误.
故选D(2)该过程中,物体运动克服摩擦力做功,消耗弹性势能,即弹簧弹力做的正功等于克服摩擦力做功,所以要求弹簧弹力做功的大小,根据W= ,需要测量弹簧的形变量,即原长和压缩后的长度的差值,需要测量弹簧的劲度系数,可以根据弹簧挂物体时处的平衡状态求出劲度系数,
在整个过程中根据功能关系有: 所以要测量物体滑行的距离S,(3)根据题意,弹簧弹力做功为:W= kx2= k(l0-l1)2 ①
设滑块质量为m,有:kx=mg,即:k(l2-l0)=mg ②
根据功能关系有:W= k(l0-l1)2=mgμS ③
联立①②③解得:μ=
所以答案是:(1)D;(2)弹簧的原长L0 , 弹簧被压缩时的长度L1 , 滑块滑行的距离S , 弹簧悬挂滑块时的长度L2 , (3)
分析:对于这样的课本之外的实验解答的突破口在于明确实验原理,本题中要依据所提供信息,根据所学物理规律,明确该实验的实验原理,对于考查学生综合利用知识的能力起到很好的作用。
【考点精析】本题主要考查了弹性势能的相关知识点,需要掌握弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能量才能正确解答此题.
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【题目】甲、乙两汽车在平直的公路上,t=0s时从同一地点向同一方向行驶,0~6s内,它们的v﹣t图象如图所示,甲图象是曲线,乙图象是直线;在这段时间内,下列说法正确的是( )
A.甲、乙在6s时相遇
B.甲、乙在2s时,间距最大
C.0~6s内甲、乙平均速度相等
D.0~6s内甲的平均速度大于乙的平均速度
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【题目】如图所示,运动员“”跳板跳水运动的过程可简化为:运动员走上跳板,将跳板从水平位置压到最低点,跳板又将运动员竖直向上弹到最高点,然后运动员做自由落体运动,竖直落入水中.跳板自身重力忽略不计,则下列说法正确的是( )
A. 运动员向下运动(→)的过程中,先失重后超重,对板的压力先减小后增大
B. 运动员向下运动(→)的过程中,先失重后超重,所受合力一直增大
C. 运动员向上运动(→)的过程中,先超重后失重,对板的压力先增大后减小
D. 运动员向上运动(→)的过程中,先超重后失重,对板的压力一直减小
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【题目】如图所示,水平桌面上平放有一堆卡片,每一张卡片的质量均为m.用一手指以竖直向下的力压第1张卡片,并以一定速度向右移动手指,确保第1张卡片与第2张卡片之间有相对滑动.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,手指与第1张卡片之间的动摩擦因数为μ1 , 卡片之间、卡片与桌面之间的动摩擦因数均为μ2 , 且有μ1>μ2 , 则下列说法正确的是( )
A.任意两张卡片之间均可能发生相对滑动
B.上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左
C.第1张卡片受到手指的摩擦力向左
D.最后一张卡片受到水平桌面的摩擦力向右
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【题目】假期中,小明乘坐火车外出旅游,当火车在一段平直的轨道上匀加速行驶时,他用身边的器材测量火车的加速度.小明的测量过程如下:他一边看着窗外间隔为100m的路标,一边用手表记录着时间.他观测到他所在的车厢从经过第一根路标到经过第二根路标的时间间隔为10s,从经过第一根路标到经过第三根路标的时间间隔为16s.请你根据他的测量情况,求:
(1)火车的加速度大小;
(2)火车经过第三根路标时的速度大小.
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【题目】直流电动机转动时产生的电动势总要________(填消弱或加强)电源电动势的作用,所以将其称为反电动势,电动机有负载时比空载时产生的反电动势________(填大或小).
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【题目】如图,直MN表示某电场中一条电场线,a、b是线上的两点,将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放,粒子从a运动到b过程中的vt图线如图(b)所示。设a、b两点的电势分别为φa、φb,电场强度大小分别为Ea、Eb,粒子在a、b两点的电势能分别为Wa、Wb,不计重力,则有( )
A. φa>φb B. Ea>Eb C. Ea<Eb D. Wa<Wb
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