【題目】如圖甲所示,質量為M=0.5kg的木板靜止在光滑水平面上,質量為m=1kg的物塊以初速度v0=4m/s滑上木板的左端,物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,在物塊滑上木板的同時,給木板施加一個水平向右的恒力F.當恒力F取某一值時,物塊在木板上相對于木板滑動的路程為s,給木板施加不同大小的恒力F,得到1/s-F的關系如圖乙所示,其中AB與橫軸平行,且AB段的縱坐標為1m-1.將物塊視為質點,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g = 10 m/s2.
(1)若恒力F=0,求物塊滑出木板時的速度?
(2)隨著F的增大,當外力F的值取多大時,m恰好不能從M右端滑出?并指出圖象中該狀態(tài)的對應點?
(3)求出圖象中D點對應的外力F的值并寫出DE段1/s-F的函數(shù)表達式?
【答案】(1)v1 = 10/3 m/s 、 v2 = 4/3 m/s (2)F = 1N (3)1/s = (F + 3) /8
【解析】(1)F=0時,m和M系統(tǒng)動量守恒
m v0 = m v1 + M v2
m v02 -(m v1 2+ M v22)= μmgs
將M=0.5kg、m=1kg、v0=4m/s 、s=1代入,
得: v1 = 2m/s、 v2 = 4m/s (不符合情況,舍去)
或v1 = 10/3 m/s 、 v2 = 4/3 m/s (符合題意)
(2)要使m恰好不從M上滑出,臨界情況下,當m滑到M右端瞬間,兩者速度相等
a物 = μg = 2 m/s2
a板 = (F+μmg)/M = 2F + 4 m/s2
a相 = 2F + 6 m/s2
v0相 = 4 m/s v‘相 = 0 m/s
s相 = 1 m
v0相2 = 2 a相s相 得 F = 1N
圖像中B點對應為這種情況
(3)D(C)臨界點對應的情況是物塊滑至某處時,木板與物塊已達到速度相同,且之后物塊與木板之間恰達到最大靜摩擦力
兩者一起加速運動的臨界加速度為a =μg = 2 m/s2
FD = (m+M)a = 3N
函數(shù)表達式為 1/s = (F + 3) /8
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【題目】下列說法正確的是( )
A. 物體所受合力為零,機械能一定守恒
B. 物體所受合力不為零,機械能一定不守恒
C. 物體受到重力和彈力以外的力作用時,機械能一定不守恒
D. 物體在重力、彈力以外的力做功不為零時,機械能一定不守恒
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【題目】某物理小組的同學設計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗.所用器材有:玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器(圓弧部分的半徑為R=0.20 m).
完成下列填空:
(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上,如圖7(a)所示,托盤秤的示數(shù)為1.00 kg;
(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時,托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示,該示數(shù)為________kg;
(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放,小車經(jīng)過最低點后滑向另一側.此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m;多次從同一位置釋放小車,記錄各次的m值如下表所示.
序號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
m(kg) | 1.80 | 1.75 | 1.85 | 1.75 | 1.90 |
(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù),可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為________N;小車通過最低點時的速度大小為________m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s2,計算結果保留2位有效數(shù)字)
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【題目】如圖甲為“用DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機)研究加速度和力的關系”的實驗裝置。
(1)在該實驗中必須采用控制變量法,應保持_____________不變,用鉤碼所受的重力作為___________,用DIS測小車的加速度。
(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關系圖線(如圖乙所示)。
①分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是____________________________
②此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是(____)
A.小車與軌道之間存在摩擦
B.導軌保持了水平狀態(tài)
C.所掛鉤碼的總質量太大
D.所用小車的質量太大
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【題目】(1)某小組測量木塊與木板間動摩擦因數(shù),實驗裝置如圖甲所示.測量木塊在水平木板上運動的加速度a.實驗中打出的一條紙帶如圖乙所示.從某個清晰的點O開始,每5個打點取一個計數(shù)點,依次標出1、2、3…,量出1、2、3…點到O點的距離分別為s1、s2、s3…,從O點開始計時,1、2、3…點對應時刻分別為t1、t2、t3…,求得,,….作出-t圖象如圖丙所示.圖線的斜率為k,截距為b.則木塊的加速度a=______;b的物理意義是____.
(2)實驗測得木塊的加速度為a,還測得鉤碼和木塊的質量分別為m和M,已知當?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,則動摩擦因數(shù)μ=____.
(3)關于上述實驗,下列說法中錯誤的是____.
A.木板必須保持水平
B.調整滑輪高度,使細線與木板平行
C.鉤碼的質量應遠小于木塊的質量
D.紙帶與打點計時器間的阻力是產(chǎn)生誤差的一個因素
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【題目】某時刻,質量為2 kg的物體甲受到的合力大小是6 N,速度大小是10 m/s;質量為3 kg的物體乙受到的合力大小是5 N,速度大小是10 m/s,則此時( )
A. 甲比乙的慣性大 B. 甲比乙的慣性小
C. 甲和乙的慣性一大 D. 無法判定哪個物體慣性大
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【題目】如下圖所示,兩根相距為l的平行直導軌ab、cd,b、d間連有一固定電阻R,導軌電阻可忽略不計.MN為放在ab和cd上的一導體桿,與ab垂直,其電阻也為R.整個裝置處于勻強磁場中,磁感應強度的大小為B,磁場方向垂直于導軌所在平面(垂直紙面向里).現(xiàn)對MN施力使它沿導軌方向以速度v水平向右做勻速運動。令U表示MN兩端電壓的大小,則
A. ,流過固定電阻R的感應電流由d經(jīng)R到b
B. ,流過固定電阻R的感應電流由b經(jīng)R到d
C. MN受到的安培力大小,方向水平向右
D. MN受到的安培力大小,方向水平向左
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【題目】A、B兩車同時經(jīng)過甲乙兩地時開始計時,且兩車在同一平直公路上做勻速直線運動, 此后它們的圖像如圖所示,t=4s時兩車相遇。則
A. 甲乙兩地距離為80m B. A、B兩車的加速度相同
C. A、B兩車將同時到達甲乙兩地 D. B車將停在甲地
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【題目】據(jù)每日郵報2014年4月18日報道,美國國家航空航天局(NASA)目前宣布首次在太陽系外發(fā)現(xiàn)“類地”行星Kepler-186f。若宇航員乘坐宇宙飛船到達該行星,進行科學觀測:該行星自轉周期為T;宇航員在該行星“北極”距該行星地面附近h處自由釋放一個小球(引力視為恒力),落地時間為t。已知該行星半徑為R,萬有引力常量為G,則下列說法正確的是
A. 宇宙飛船繞該星球做圓周運動的周期小于
B. 該行星的平均密度為
C. 如果該行星存在一顆同步衛(wèi)星,其距行星表面高度為
D. 該行星的第一宇宙速度為
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