20．質(zhì)量為m=4kg的物體，在水平方向的恒定拉力F作用下沿直線在水平面上運(yùn)動(dòng)，12秒末去掉拉力F，物體的速度-時(shí)間圖線如圖所示，試求拉力F的大小及物體所發(fā)生的總位移．（g=10m/s2）

分析 根據(jù)圖象的斜率表示加速度求出前后兩段時(shí)間內(nèi)的加速度大小，根據(jù)牛頓第二定律求解阻力和拉力；根據(jù)圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移來計(jì)算總位移．

解答 解：根據(jù)速度-時(shí)間圖象的斜率表示加速度可知，在0～12s內(nèi)的加速度大小為：${a}_{1}=\frac{△{v}_{1}}{△{t}_{1}}=\frac{9-3}{12-0}m/{s}^{2}=0.5m/{s}^{2}$，
在撤去拉力后的加速度大小為：${a}_{2}=\frac{△{v}_{2}}{△{t}_{2}}=\frac{9-0}{15.6-12}m/{s}^{2}=2.5m/{s}^{2}$；
根據(jù)牛頓第二定律可得阻力大小為f=ma2=4×2.5N=10N，
撤去拉力F前，根據(jù)牛頓第二定律可得：F-f=ma1，即F=f+ma1=10+4×0.5=12N；
速度-時(shí)間圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，則知總位移為；
$x=\frac{9+3}{2}×12+\frac{1}{2}×（15.6-12）×9=88.2m$．
答：拉力F的大小為12N；物體所發(fā)生的總位移為88.2m．

點(diǎn)評 對于圖象問題，我們學(xué)會(huì)“五看”，即：看坐標(biāo)、看斜率、看面積、看交點(diǎn)、看截距；了解圖象的物理意義是正確解題的前提．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

15．一輛巡邏車最快能在10s內(nèi)由靜止加速到最大速度50m/s，并能保持這個(gè)速度勻速行駛．在平直的高速公路上，該巡邏車由靜止開始啟動(dòng)加速，追趕前方2 000m處正以35m/s的速度勻速行駛的一輛違章卡車．求； 
（1）巡邏車最快能在10s內(nèi)由靜止加速到最大速度50m/s的加速度是多大？
（2）在追趕的過程中，巡邏車和卡車的最大距離是多少？
（3）巡邏車至少需要多少時(shí)間才能追上卡車？

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．為了探究物體的加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．裝置中有電磁打點(diǎn) 計(jì)時(shí)器、紙帶、帶滑輪的長木板、墊塊、小車和砝碼（總質(zhì)量用M表示）、砂和砂捅（總質(zhì)量用m表示）、刻度尺等，請回答下列問題：

（1）為了完成本實(shí)驗(yàn)，下列實(shí)驗(yàn)器材中必不可少的是CD．
A．低壓直流電源      B．秒表     C．天平（附砝碼）    D．低壓交流電源
（2）實(shí)驗(yàn)誤差由偶然誤差和系統(tǒng)誤差，本實(shí)驗(yàn)中紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、小車與長木板之間的摩擦和阻力對實(shí)驗(yàn)的影響屬于系統(tǒng)誤差．為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更貼近結(jié)論，應(yīng)盡量地減少摩擦阻力的影響，即按如圖的方式將長木板的一端適當(dāng)墊高，以平衡摩擦力，在平衡摩擦力時(shí)，取下沙桶并將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，使小車帶動(dòng)紙帶在長木板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)．
（3）探究小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，可以通過改變小車中砝碼的個(gè)數(shù)來改變小車的質(zhì)量．在完成本實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了使沙桶的總重力近似地等于小車的牽引力，則沙桶的總質(zhì)量與小車的總質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)滿足M＞＞m．
（4）該實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在某次測量時(shí)，得到了如圖所示的紙帶，其中0、1、2為相鄰的三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，且相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的打點(diǎn)頻率為f，0、1兩點(diǎn)間的距離用x1表示.1、2兩點(diǎn)間的距離用x2表示，則該小車加速度的表達(dá)式a=（x2-x1）f2m/s2．如果f=10Hz，x1=5.90cm，x2=6.46cm，則加速度的值應(yīng)為a=0.56m/s2（保留兩位小數(shù)）
（5 ）在完成以上操作后，將得到的數(shù)據(jù)用圖象進(jìn)行處理，則小車的加速度的倒數(shù)$\frac{1}{a}$關(guān)于小車的質(zhì)量M的函數(shù)圖象符合實(shí)際情況的是C．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．如圖甲所示，足夠長的木板B靜置于光滑水平面上，其上放小滑塊A，木板B受到隨時(shí)間變化的水平拉力F作用時(shí)，用傳感器測出B的加速度a，得到如圖乙所示的a-F圖象，已知g取10m/s2，則（　�。�
A．滑塊A的質(zhì)量為4kgB．木板B的質(zhì)量為1kg
C．滑塊A與木板B間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1D．當(dāng)F=10N時(shí)木板B的加速度為4m/s2

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

15．在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》的試驗(yàn)中．
（1）關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，下列說法正確的有C．
A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓直流電源的計(jì)時(shí)儀器
B．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流220V電源的計(jì)時(shí)儀器，其打點(diǎn)周期為0.02s
C．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓（4～6V）交流電源的計(jì)時(shí)儀器，打點(diǎn)周期為0.02s
D．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器，它使用220V交流電源
（2）某同學(xué)用如圖（甲）所示裝置，采用控制變量的方法，來研究小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與小車受到力的關(guān)系．下列措施中錯(cuò)誤的有AB．
A．平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝碼，使小車在繩的拉力作用下能勻速滑動(dòng)．
B．每次改變拉小車的拉力后都必須重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)中可通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力
D．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，然后再釋放小車

（3）如圖（乙）所示是某一次打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶．取計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G．紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.10s，用刻度尺測量出各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)問的距離分別為AB=1.50cm，BC=3.88cm，CD=6.26cm，DE=8.67cm，EF=11.08cm，F(xiàn)G=13.49cm，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=2.4m/s2，打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小vC=0.51m/s．（結(jié)果均保留二位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

5．如圖所示，質(zhì)量M=1kg的木板靜置于傾角為37°的足夠長的固定斜面上的某個(gè)位置，質(zhì)量m=1kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊以初速度v0=5m/s從木板的下端沖上木板，同時(shí)在木板上端施加一個(gè)沿斜面向上的外力F=14N，使木板從靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小物塊與木板共速時(shí)，撤去該外力，最終小物塊從木板的下端滑出．已知小物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，木板與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．
（1）物塊和木板共速前，物塊和木板的加速度各為多少；
（2）木板的長度至少為多少？
（3）物塊在木板上運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

12．如圖1所示，一端帶有定滑輪的長木板上固定有如圖2甲、乙兩個(gè)光電門，與之相連的計(jì)時(shí)器可以顯示帶有遮光片的小車在其間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，與跨過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測力計(jì)能顯示掛鉤處所受的拉力．不計(jì)空氣阻力．

（1）在探究“合外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是AD．
A．小車與滑輪間的細(xì)繩與長木板平行
B．為了減小誤差，砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
C．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量
D．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力
E．改變小車質(zhì)量后，要重新平衡摩擦力
（2）在探究“合外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先測出小車質(zhì)量m，再讓小車從靠近光電門甲處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，讀出小車在兩光電門之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t．改變小車質(zhì)量m，測得多組m、t的值，建立如圖3坐標(biāo)系描點(diǎn)作出圖線．下列能直觀得出“合外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比”的圖線是C．
（3）如圖1甲，抬高長木板的左端，使小車從靠近光電門乙處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，讀出測力計(jì)的示數(shù)F和小車在兩光電門之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t0，改變木板傾角，測得多組數(shù)據(jù)，得到的F-$\frac{1}{{t}^{2}}$的圖線如圖1乙所示．實(shí)驗(yàn)中測得兩光電門的距離L=0.80m，砂和砂桶的總質(zhì)量m1=0.34kg，重力加速度g取9.8m/s2，則圖線的斜率為0.54（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；若小車與長木板間的摩擦不能忽略，測得的圖線斜率將不變（填“變大”、“變小”或“不變”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．如圖所示，帶正電q的小球Q固定在傾角為θ的光滑固定絕緣細(xì)桿下端，讓另一穿在桿上的質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球M從A點(diǎn)由靜止釋放，M到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好為零．若A、B間距為L，C是AB的中點(diǎn)，兩小球都可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g，則下列判斷正確的是（　�。�
A．在從A點(diǎn)至B點(diǎn)的過程中，M先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng)
B．在從A點(diǎn)至C點(diǎn)和從C點(diǎn)至B點(diǎn)的過程中，前一過程M的電勢能的增加量較小
C．在B點(diǎn)M受到的庫侖力大小是mgsinθ
D．在Q產(chǎn)生的電場中，A、B兩點(diǎn)間的電勢差為UBA=$\frac{mgLsinθ}{q}$

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

10．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)使用了如圖1所示的裝置，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率為50Hz，為了便于實(shí)驗(yàn)分析，現(xiàn)在每兩個(gè)點(diǎn)之間擦掉四個(gè)點(diǎn)．

（1）該同學(xué)得到一條紙帶，在紙帶上取連續(xù)的六個(gè)點(diǎn)，如圖2所示，自A點(diǎn)起，相鄰兩點(diǎn)間的距離分別為10.10cm、12.00cm、14.00cm、15.85cm、17.85cm，則打E點(diǎn)時(shí)小車的速度為1.69m/s，小車的加速度為1.86 m/s2．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（2）該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象，如圖3所示，則
①圖中的直線不過原點(diǎn)的原因是平衡摩擦力過大．
②此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是不能滿足M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m．

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同步練習(xí)冊答案