【题目】如图所示,一足够长斜面倾角θ=37°,斜面上有一质量为m=1kg的木板,在木板上放一质量也为m=1kg的金属块(可看成质点),t=0时刻金属块的速度为v0=20m/s。方向沿斜面向上,同时给木板施加一个眼斜面向上的拉力F=14N,使木板从静止开始运动。当t=2s时撤去拉力F,已知金属块和木板间动摩擦因数μ1=0.25,木板和斜面间动摩擦因数μ2=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)前2s内金属块和木板的加速度;
(2)从t=0到金属块速度减小到0的过程中木板在斜面上的位移(此过程金属块始终未离开木板,计算结果保留三位有效数字)。
【答案】(1) 金属块的加速度,方向沿斜面向下,木板的加速度,方向沿斜面向上 (2)
【解析】
(1)对金属块和木板应用牛顿运动定律有
解得金属块的加速度,方向沿斜面向下,
木板的加速度,方向沿斜面向上。
(3)2s末金属块的速度为,
木板的速度为
可见撤去F时金属块和木板速度相等。
分析得知此后一段时间金属块的加速度仍为,方向沿斜面向下。
设此后一段时间板的加速度为:
由牛顿第二定律可得:,
解得,方向沿斜面向下。
由于,故木板速度先减到零,此后在金属块上滑的过程中,假设木板静止在斜面上斜面上,受到斜面的静摩擦力为f,则,f=4N
木板和斜面之间的最大静摩擦力,,假设成立。
设金属块速度减小到0,的过程中木板在斜面上滑动的位移为x,则,方向沿斜面向上。
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【题目】暗物质是二十一世纪物理学之谜,对该问题的研究可能带来一场物理学的革命.为了探测暗物质,我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星.已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动,经过时间t(t小于其运动周期),运动的弧长为s,与地球中心连线扫过的角度为β(弧度),引力常量为G,则下列说法中不正确的是( )
A. “悟空”的质量为
B. “悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
C. “悟空”的线速度小于第一宇宙速度
D. “悟空”的环绕周期为
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【题目】(10分)如图15所示,平台上的小球从A点水平抛出,恰能无碰撞地进入光滑的BC斜面,经C点进入光滑平面CD时速率不变,最后进入悬挂在O点并与水平面等高的弧形轻质筐内。已知小球质量为,A、B两点高度差,BC斜面高,倾角,悬挂弧筐的轻绳长为,小球看成质点,轻质筐的重量忽略不计,弧形轻质筐的大小远小于悬线长度,重力加速度为g ,试求:
(1)B点与抛出点A的水平距离x;
(2)小球运动至C点的速度大小;
(3)小球进入轻质筐后瞬间,小球所受拉力的大小
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【题目】某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”.弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和各拉线的方向.
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为________N.
(2)下列不必要的实验要求是______.(请填写选项前对应的字母)
A.应测量重物M所受的重力
B.弹簧测力计应在使用前校零
C.拉线方向应与木板平面平行
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置
(3)该同学做“验证力的平行四边形定则”的实验采取的研究方法是______.
A.控制变量法 B.等效替代法
C.小量放大法 D.建立理想模型法
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【题目】伽利略为了研究自由落体的规律,将落体实验转化为著名的“斜面实验”。以下说法符合科学史实的是
A. 斜面实验时便于测量小球运动的速度和路程
B. 斜面实验可以通过观察与计算直接得到落体的运动规律
C. 伽利略开创了运用数学推理和实验研究相结合的科学方法
D. 小球多次从不同起点滚下的位移与所用时间的比值保持不变
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【题目】如图,装置可以研究影响平行板电容器电容的因素,设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板充电后已与电源断开了连接,左侧极板与静电计外壳接地,则下列说法中正确的是()
A. 保持S不变,增大d,则θ变大
B. 保持d不变,减小S,则θ变小
C. 保持d、S不变,在两极板中插入一陶瓷片,则θ变大
D. 保持d、S不变,用手触摸图中左侧极板,则θ变小
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【题目】如图所示,放在水平桌面上的物块A处于静止状态,所挂砝码和托盘的总质量为0.8kg,此时弹簧测力计的示数为3.0N。若滑轮摩擦不计,取g=10m/s2,现剪断悬挂托盘的细线,将会出现的情况是
A. 物块A向左运动
B. 物块A仍静止不动
C. 弹黄测力计的示数不变
D. 物块与桌面间的摩擦力不变
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【题目】两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有a、b、c三点,如图所示,下列说法正确的是( )
A. a点电势比b点高
B. a、b两点的场强相同
C. a、b、c三点和无穷远处等电势
D. 一个电子在a点无初速释放,则它将在c点两侧往复运动
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【题目】如图所示,光滑杆的O端固定一劲度系数为,原长为的轻质弹簧,质量为m=1kg的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接。为过O点的竖直轴,杆与水平面间的夹角始终为,开始杆处于静止状态,当杆以为轴转动时,角速度从零开始缓慢增加,直至弹簧伸长量为0.5m,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A. 当弹簧恢复原长时,杆转动的角速度为
B. 当弹簧的伸长量为0.5m时,杆转动的角速度为
C. 在此过程中,小球和弹簧组成的系统机械能守恒
D. 在此过程中,杆对小球做功为12.5J
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