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4.在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在水平长木板上,如图甲所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力f随拉力F的变化图象,如图乙所示.已知木块质量为0.78kg,取g=10m/s2

(1)求木块与长木板间最大静摩擦力大小;
(2)求木块与长木板间的动摩擦因数;
(3)若在平行于木板的恒定拉力F作用下,木块以a=2.0m/s2的加速度从静止开始做匀变速直线运动,求拉力F应为多大?

分析 (1)分析摩擦力Ff随拉力F的变化图象,根据长木板的状态确定木块与长木板间的摩擦力的性质.
(2)根据滑动摩擦力公式求出块与长木板间的动摩擦因数μ;
(3)分析物体的受力情况,由牛顿第二定律可求得拉力的大小.

解答 解:(1)用力沿水平方向拉长木板,拉力从0开始逐渐增大.刚开始长木板处于静止状态,长木板受拉力和木块对长木板间的静摩擦力,当拉力达到4N时,开始发生相对滑动,木块与长木板间产生了滑动摩擦力.由图可知木块与长木板间的最大静摩擦力Ffm为4N.
(2)由图可知木块与长木板间的滑动摩擦力Ff为3.12N.根据滑动摩擦力公式得:
Ff=μN=μmg
解得:μ=$\frac{3.12}{0.78×10}$=0.4;
(3)由牛顿第二定律F-Ff=ma得:
F=Ff+ma=3.12+0.78×2=4.68(N)
答:(1)最大静摩擦力为4N;
(2)木块与长木板间的动摩擦因数为0.4;
(3)拉力F应为4.68N.

点评 本题主要考查了牛顿第二定律的应用,要知道静止状态和匀速直线运动状态都属于平衡状态,此时物体受力平衡.同时明确物体所受滑动摩擦力与接触面所受压力成正比.

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14.如图所示,两根光滑金属导轨平行放置,导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于匀强磁场中.金属杆ab垂直导轨放置,当杆中通有从a到b的恒定电流I时,金属杆ab刚好静止.则(  )
A.磁场方向可能竖直向上
B.磁场方向竖直向下
C.ab所受安培力的方向可能平行导轨向上
D.ab所受安培力的方向可能平行导轨向下

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

15.为了测量某种材料制成的电阻丝Rx的电阻率,提供的器材有:
A.电流表G,内阻Rg=120Ω,满偏电流Ig=3mA
B.电流表A,内阻约为1Ω,量程为0~0.6A
C.螺旋测微器,刻度尺
D.电阻箱R0(0~9999Ω,0.5A)
E.滑动变阻器R(5Ω,1A)
F.电池组E(6V,0.05Ω)
G.一个开关S和导线若干
某同学进行了以下操作:

(1)用多用电表粗测电阻丝的阻值,当用“×10”档时发现指针偏转角度过大,他应该换用×1档(填“×1”或“×100”),进行一系列正确操作后,指针静止时位置如图1所示.
(2)把电流表G与电阻箱串联改装成量程为6V的电压表使用,则电阻箱的阻值应调为R0=1880Ω.
(3)请用改装好的电压表设计一个测量电阻Rx阻值的实验,根据提供的器材和实验需要,请将图2中电路图补画完整.
(4)电阻率的计算:测得电阻丝的长度为L,电阻丝的直径为d.电路闭合后,调节滑动变阻器的滑片到合适位置,电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2,请用已知量和测量量的字母符号(各量不允许代入数值)写出计算电阻率的表达式ρ=$\frac{π{d}^{2}{I}_{1}({R}_{g}+{R}_{0})}{4L({I}_{2}-{I}_{1})}$.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

12.质量为60kg的消防队员,从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下,经2.5s落地.轻绳上端有一力传感器,它记录的轻绳受到的拉力变化情况如图甲所地,取g=10m/s2.消防队员下滑过程中:
(1)他向下匀加速与匀减速的加速度大小分别多大?
(2)最大速度和落地速度各是多少?
(3)在乙图中画出v-t图象.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

19.能量转化和守恒定律是自然界的基本规律之一,下列过程中属于机械能转化为电能的是(  )
A.光电池放电B.给蓄电池充电C.风力发电D.电动机运转

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9.如图所示,图甲中M为一电动机,当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中,两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示.已知电流表读数在0.2A以下时,电动机没有发生转动.不考虑电表对电路的影响,以下判断正确的是(  )
A.电路中电源电动势为3.6V
B.变阻器向右滑动时,V2读数逐渐减小
C.此电路中变阻器向右滑动时,电动机的最大输出功率增大
D.变阻器的最大阻值为30Ω

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16.实物粒子和光都具有波粒二象性,下列事实中突出体现波动性的是(  )
A.电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样
B.人们利慢中子衍射来研究晶体的结构
C.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
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13.运动会上,高一(3)班的同学们顽强拼搏,挑战极限,取得了优异的成绩.下面这些对“快”字理解不正确的是(  )
A.小李同学在400米决赛中取得了第一名,同学们纷纷说他跑的“快”,是指小李同学的平均速率大(平均速率等于路程除以时间)
B.小王同学在100米决赛中起跑很“快”,是指小王同学起跑瞬时加速度大
C.小刘同学在100米决赛中取得了第一名,好“快”呀,是指小刘同学的平均速度大
D.在100米决赛中,小刘同学取得了第一名,小王同学取得了第二名.同学们说小刘比小王同学跑的“快”,是指任意时刻速度大

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14.游乐场内有一种叫“空中飞椅”的游乐项目,如图所示,在半径为r=4m的水平转盘的边缘固定着数条长为L=10m的钢绳,钢绳的另一端连接着座椅(图中只画出2个),转盘在电动机带动下可绕穿过其中心的竖直轴转动.设在每个座椅内坐着质量相同的人,可将人和座椅看成是一个质点,人和座椅的总质量为m=60kg,重力加速度g取10m/s2,不计钢绳的重力及空气的阻力.当转盘以某一角速度ω匀速转动时,座椅从静止开始随着转盘的转动而升高,经过一段时间后达到稳定状态,此时钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ=37°.求此时转盘匀速转动时的角速度及绳子的拉力.

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