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9.在未知方向的恒力F作用下,一质量为1.0kg的物体以一定的初速度在光滑水平面做直线运动.物体的动能Ek随位移x变化的关系如图所示.(g=10m/s2)由上述已知条件,可求出(  )
A.力F的最小值为2.5N
B.力F不可能大于10N
C.物体运动过程中加速度大小不断发生变化
D.物体在运动过程中在任意位置F的功率

分析 由图象的信息,结合动能定理得出动能与位移x的表达式,结合图象的斜率,通过数学方法求出F的最小值.根据牛顿第二定律求出物体的加速度,根据瞬时功率的公式,结合动能得出速度的大小,从而求出瞬时功率的大小.

解答 解:AB、根据动能定理得,-Fxcosθ=Ek2-Ek1,则Ek2=Ek1-Fxcosθ,结合图象的信息得,Ek=50-Fxcosθ,图线的斜率k=-Fcosθ=-2.5,可知Fcosθ=2.5,当cosθ=1时,F取最小值,最小值为2.5N,F的大小可以大于10N,故A正确,B错误.
C、根据牛顿第二定律得,加速度大小 a=$\frac{Fcosθ}{m}$=$\frac{2.5}{1}$=2.5m/s2,加速度大小不变,故C错误.
D、力F的功率P=-Fvcosθ=-2.5v,根据图象可以得出任意位置的动能,根据动能可以求出速度的大小,则可以求出任意位置F的功率.故D正确.
故选:AD

点评 利用数学图象处理物理问题的方法就是把物理表达式与图象结合起来,根据图象中的数据求解.一般我们通过图象的特殊值和斜率进行研究.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

12.如图1所示,在“验证力的平行四边形定则”的实验中,橡皮条的一端固定在木板上的D点,用两把弹簧秤将橡皮条的另一端拉到某一确定的O点.记下相应数据,并通过力的图示进行验证.
(1)以下相关操作中正确的是B
A.同一次实验过程中,O点的位置允许变动.
B.实验中,弹簧秤必须与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度.
C.实验中,先将其中一把弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一只弹簧秤拉力的大小和方向,使橡皮条另一端拉到O点.
D.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两弹簧秤之间的夹角必须取90°,以便于计算合力的大小.
(2)若由于F2的误差使F1与F2的合力F方向略向左偏,如图1所示,但F大小等于F′,引起这一结果的原因可能是F2的大小比真实值偏小,F2的方向与F1的夹角比真实值偏小.(选填“大”或“小”)
(3)某同学在坐标纸上用力的图示画出两弹簧秤拉力FA、FB的大小和方向如图2所示,请在图中作出FA、FB的合力F'.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

13.选取不同的单位制,物理公式中的比例系数可能不同.下列对牛顿第二定律表达式F=kma的说明,正确的是(  )
A.力的单位取N,质量单位kg,加速度单位取m/s2时,k=1 kg•m/s2
B.力的单位取N,质量单位kg,加速度单位取m/s2时,k=1
C.力的单位取N,质量单位g,加速度单位取m/s2时,k=$\frac{1}{1000}$
D.力的单位取N,质量单位g,加速度单位取m/s2时,k=1000

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

17.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中:

(1)为了“探究加速度与质量”的关系,应保持细线对车的拉力F不变,为了直观地判断加速度a与质量M的数量关系,应作a-$\frac{1}{M}$图象(选填“a-M”或“a-$\frac{1}{M}$”);
(2)某同学采用了如图所示的实验装置,为了使实验中能将砝码和砝码盘的总重力当作小车受到的合外力,以下步骤必须采用的有BC
A.保证小车下面的长木板水平放置
B.将小车下面的长木板右端适当垫高以平衡摩擦力
C.使小车质量远远大于砝码和砝码盘的总质量
D.使小车质量远远小于砝码和砝码盘的总质量.
(3)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,利用图中给出的数据,求出小车运动的加速度a=1.58m/s2.(结果保留三位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.如图所示,竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R=0.2m,圆心为O,下端与绝缘水平轨道在B点相切并平滑连接,一带正电q=5.0×10-3C、质量为m=3.0kg的物块(可视为质点),置于水平轨道上的A点,已知A、B两点间的距离为L=1.0m,物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g=10m/s2
(1)若物块在A点以初速度v0向左运动,恰好能到达圆周的最高点D,则物块的初速度v0应为多大?
(2)若整个装置处于方向水平向左、场强大小为E=2.0×103N/C的匀强电场中(图中未画出),现将物块从A点由静止释放,试确定物块在以后运动过程中速度最大时的位置(结果可用三角函数表示);
(3)在(2)问的情景中,试求物块在水平面上运动的总路程.

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14.如图甲为一段粗细均匀的新型导电材料棒,现测量该材料的电阻率.

(1)首先用多用电表的欧姆挡(倍率为“×10”)粗测其电阻,指针位置如图乙所示,其读数R=200Ω.
(2)用螺旋测微器测量此金属导线的直径d,测量结果如图丙所示,则d=3.208 mm;
用游标卡尺测量此新型导电材料的长度L,测量结果如丁所示,则L=50.15mm;
(3)采用以下器材用伏安法尽可能精确地测量其电阻:
A.电流表:量程为0.6A,内阻约为0.2Ω
B.电压表:量程为3V,内阻约为3kΩ
C.滑动变阻器:最大值为20Ω,额定电流1A
D.电源  E  电动势6V
F.电键K,导线若干
在方框图1中画出实验电路图.

(4)某同学设计了如图2的实验电路,但是在实验过程中却发现导电材料棒电阻率的测量值明显偏小,
经检查发现实物图中有一根导线连接错误,该导线是:⑤(用导线的序号表示)
(5)如果(3)问实验电路中电流表示数为I,电压表示数为u,并测出该棒的长度为上、直径为d,则该材料的电阻率ρ=$\frac{πU{d}^{2}}{4IL}$(I、U、L、d表示)

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1.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.

(1)如图2为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔是0.1s,距离如图,单位是cm,小车的加速度是1.59m/s2.(结果保留两位小数)
(2)以下措施正确的是BC(填入相应的字母,多选少选均不得分)
A.平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B.平衡摩擦力时,小车后面的纸带必须连好,因为运动过程中纸带也要受到阻力
C.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
D.实验时,先放开小车,后接通电源
(3)当M与m的关系满足M>>m时,才可认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.
(4)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与$\frac{1}{M}$的图象.
(5)如图3,甲同学根据测量数据做出的a-F图线,说明实验存在的问题是平衡摩擦力时木板倾角过大.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

18.如图所示,一通电直导线AB水平放置在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,电流方向从左至右,直导线AB所受安培力的方向是(  )
A.竖直向上B.竖直向下C.垂直纸面向里D.垂直纸面向外

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

19.将大小为10N方向确定的力分解成F1和F2,若已知F1的大小和F2与F的夹角30°,则下列判断正确的是(  )
A.当F1>5N时,有两解B.当F1=5N时,一解
C.当5N<F1<10N时,有两解D.当F1<5N时,无解

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