【題目】如圖所示,質(zhì)量M=1.0 kg的長木板靜止在光滑水平面上,在長木板的右端放一質(zhì)量m=1.0 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點),小滑塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ=0.20.現(xiàn)用水平恒力F=6.0 N向右拉長木板,使小滑塊與長木板發(fā)生相對滑動,經(jīng)過t=1.0 s撤去力F.小滑塊在運動過程中始終沒有從長木板上掉下.求:
(1)撤去力F時小滑塊和長木板的速度各是多大?
(2)小滑塊相對長木板靜止時,小滑塊相對地面運動的總位移.
【答案】(1)2.0 m/s 4.0 m/s (2)2.25 m
【解析】
(1)小滑塊和長木板均做勻加速運動,分別對小滑塊和長木板受力分析,求出加速度,運用速度時間公式求出速度;
(2)撤去拉力后,由于慣性,兩個物體都向前滑動,但由于長木板速度較大,故兩物體間摩擦力不變,小滑塊繼續(xù)加速,長木板勻減速,直到兩個物體間相對靜止為止,根據(jù)運動學(xué)公式可以先求出第二個過程的時間,然后分別求出兩個過程的位移,就得到總位移.
(1)對長木板施加恒力F的時間內(nèi),小滑塊與長木板間相對滑動,小滑塊和長木板在水平方向的受力情況如圖所示.
小滑塊所受摩擦力Ff=μmg
設(shè)小滑塊的加速度為a1,根據(jù)牛頓第二定律Ff=ma1,
解得a1=2.0 m/s2
長木板受的摩擦力大小Ff′=Ff=μmg
設(shè)長木板的加速度為a2,根據(jù)牛頓第二定律F-Ff′=Ma2
解得a2=4.0m/s2
經(jīng)過時間t=1.0s,
小滑塊的速度 v1=a1t=2.0 m/s
長木板的速度 v2=a2t=4.0 m/s
(2)撤去力F后的一段時間內(nèi),小滑塊的速度小于長木板的速度,小滑塊仍以加速度a1做勻加速直線運動,長木板做勻減速直線運動.設(shè)長木板運動的加速度為a3,此時長木板水平方向受力情況如圖所示,根據(jù)牛頓第二定律
Ff″=Ma3
解得 a3=2.0m/s2
設(shè)再經(jīng)過時間t1后,小滑塊與長木板的速度相等,此時小滑塊相對長木板靜止
即v1+a1t1=v2-a3t1
解得t1=0.50 s
如圖所示,在對長木板施加力F的時間內(nèi),小滑塊相對地面運動的位移是s1,從撤去F到二者速度相等的過程,小滑塊相對地面的位移是s2.
所以小滑塊相對長木板靜止時,小滑塊相對地面運動的總位移為
s塊=s1+s2=a1t2+(v1t1+a1t12)=2.25 m.
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【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置驗證機械能守恒定律時,所用交流電源的頻率為50 Hz,得到如圖4所示的紙帶。選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、C、D、E,測出A點距起點O的距離為s0=19.00 cm,點A、C間的距離為s1=8.36 cm,點C、E間的距離為s2=9.88 cm,g取9.8 m/s2,測得重物的質(zhì)量為m=1 kg。
(1)下列做法正確的有__________。
A.圖中兩限位孔必須在同一豎直線上
B.實驗前,手應(yīng)提住紙帶上端,使紙帶豎直
C.實驗時,先放開紙帶,再接通打點計時器的電源
D.?dāng)?shù)據(jù)處理時,應(yīng)選擇紙帶上距離較近的兩點作為初、末位置
(2)選取O、C兩點為初、末位置驗證機械能守恒定律,重物減少的重力勢能是__________J,打下C點時重物的速度大小是__________m/s。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(3)根據(jù)紙帶算出打下各點時重物的速度v,量出下落距離s,則以為縱坐標、以s為橫坐標畫出的圖象應(yīng)是下面的__________。
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【題目】如圖所示,BC是半徑為R的1/4圓弧形光滑且絕緣的軌道,位于豎直平面內(nèi),其下端與水平絕緣軌道平滑連接,整個軌道處在水平向左的勻強電場中,電場強度為E,今有一質(zhì)量為m、帶正電q的小滑塊,體積很小可視為質(zhì)點,從C點由靜止釋放,滑到水平軌道上的A點時速度減為零。若已知滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。求:
(1)滑塊通過B點時對軌道的壓力;
(2)水平軌道上A、B兩點之間的距離。
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【題目】某物體由靜止開始做直線運動,物體所受合力F隨時間t的變化圖象如圖所示,下列關(guān)于該物體運動情況的說法正確的是
A. 物體在前8s內(nèi)始終向同一方向運動
B. 物體在8 s末離出發(fā)點最遠
C. 物體在2~4 s內(nèi)做勻減速直線運動
D. 物體在0~4 s和在4~8 s內(nèi)的運動方向相反
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【題目】(6分)某同學(xué)做“探究彈力和彈簧伸長量的關(guān)系”的實驗。
①圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度,其示數(shù)為7.73cm,圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針所指的標尺刻度,此時彈簧的伸長量△l為 cm;
②本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力,關(guān)于此操作,下列選項中規(guī)范的做法是 ;(填選項前的字母)
A.逐一增掛鉤碼,記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重
B.隨意增減鉤碼,記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應(yīng)的鉤碼總重
③圖丙是該同學(xué)描繪的彈簧的伸長量△l與彈力F的關(guān)系圖線,圖線的AB段明顯偏離直線OA,造成這種現(xiàn)象的主要原因是 。
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【題目】如圖,一個質(zhì)量為m=2kg的小物塊靜置于足夠長的斜面底端。現(xiàn)對其施加一個沿斜面向上、大小為F=25N的恒力,3s后將F撤去,此時物塊速度達到15m/s。設(shè)物塊運動過程中所受摩擦力的大小不變,取g=10m/s2。求:
(1)物塊所受摩擦力的大。
(2)物塊在斜面上運動離斜面底端的最遠距離;
(3)物塊在斜面上運動的總時間。
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【題目】某人向放在水平地面的正前方小桶中水平拋球,結(jié)果球劃著一條弧線飛到小桶的前方(如圖所示).不計空氣阻力,為了能把小球拋進小桶中,則下次再水平拋時,他可能作出的調(diào)整為( 。
A. 增大初速度,提高拋出點高度 B. 增大初速度,拋出點高度不變
C. 初速度大小不變,降低拋出點高度 D. 初速度大小不變,提高拋出點高度
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【題目】某實驗小組計劃測量某種圓柱狀半導(dǎo)體材料的電阻率。
(1)用刻度尺量得該材料長度L=0.700 m,用游標卡尺測量它的直徑d如圖所示,讀數(shù)為____cm。
(2)實驗室提供的器材有:
A.電壓表V(量程為0~15V,內(nèi)阻約30kΩ)
B.電流計G(量程為0~300μA,內(nèi)阻約50Ω)
C.滑動變阻器(最大值10Ω,額定電流1A);
D.電源(電動勢E=12V,內(nèi)阻r=6Ω);
E.單刀單擲開關(guān)一個,導(dǎo)線若干。
如果要求測量時材料兩端的電壓從0開始逐漸增大,請根據(jù)提供的器材設(shè)計一個電路圖,畫在虛線框內(nèi)。
(3)實驗中測量得到的數(shù)據(jù)如下表所示,請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標紙上畫出U-I圖線,根據(jù)圖像求出電阻R=__________Ω(保留兩位有效數(shù)字)。
(4)計算半導(dǎo)體材料的電阻率表達式ρ=_________(用R、d、L表示),測量值為__________Ω·m(保留兩位有效數(shù)字)。
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【題目】如圖所示的電路中,電源電動勢E=10V,內(nèi)阻r=0.5Ω,電動機的電阻R0=1.0Ω,電阻R1=1.5Ω.電動機正常工作時,電壓表的示數(shù)U1=3.0V,求:
(1)電源釋放的電功率;
(2)電動機消耗的電功率.將電能轉(zhuǎn)化為機械能的功率;
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