如圖甲在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m=4kg的物體，讓其從靜止開始在水平推力作用下運(yùn)動(dòng)，推力F隨位移x變化的圖象如圖乙所示，已知物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，g=10m/s2．則
（1）物體運(yùn)動(dòng)過程中物體的最大加速度am為多少？
（2）在距出發(fā)點(diǎn)什么位置時(shí)物體的速度達(dá)到最大vm？
（3）辨析題：物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是多少？
某同學(xué)解答如下：設(shè)物體運(yùn)動(dòng)的最大位移為s，根據(jù)動(dòng)能定理，F(xiàn)x-μmgs=
12
mvm2-0，把F=100N、x=12m以及其他物理量代入，由此所得結(jié)果是否正確？若正確，請(qǐng)求出結(jié)果；若不正確，請(qǐng)說明理由并給出正確的解答．
分析：（1）根據(jù)牛頓第二定律得到加速度與F的關(guān)系式，當(dāng)F最大時(shí)，加速度最大，由圖讀出F的最大值，求出最大加速度．
（2）當(dāng)推力F與滑動(dòng)摩擦力大小相等時(shí)，速度最大，由圖象得到F與x的關(guān)系式，求出x．
（3）該同學(xué)不正確．一、因?yàn)榱是變力，該力的功計(jì)算錯(cuò)誤．二是物體運(yùn)動(dòng)到最大位移處時(shí)速度為零．根據(jù)動(dòng)能定理求解．
解答：解：（1）根據(jù)牛頓第二定律  F-μmg=ma
當(dāng)推力F=100N時(shí)，物體所受合力最大，加速度最大，代入解得 a1=
F-μmg
m
=20 m/s2
（2）根據(jù)圖象可得，F(xiàn)=100-10（x-2），速度最大時(shí)，物體加速度為零，所以F=μmg代入解得 x=10m．
（3）該同學(xué)不正確，因?yàn)榱是變力，該力的功計(jì)算錯(cuò)誤，另外位移最大處，物體速度應(yīng)為零，不是速度最大．
正確的解答：由圖象得
F做功為 WF=Fs1+
1
2
Fs2=100×2+
1
2
×100×10=700J
根據(jù)動(dòng)能定理得
   WF-μmgs=0-0
得 s=
WF
μmg
=
700
0.5×4×10
=35m
即最大位移為35m．
答：
（1）物體運(yùn)動(dòng)過程中物體的最大加速度am為20m/s2．
（2）在距出發(fā)點(diǎn)10m時(shí)物體的速度達(dá)到最大vm．
（3）物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是35m，該同學(xué)不正確．
點(diǎn)評(píng)：本題是牛頓第二定律、動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用，力F做功可由F-x圖象的“面積”求解．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次．
①本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有
BE
BE
；
A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H
B．小球a、b的質(zhì)量ma、mb
C．小球a、b的半徑r
D．小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t
E．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC
F．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，ma
大于
大于
mb（填“大于”、“小于”或“等于”）；
③放上被碰小球后，兩小球碰后是否同時(shí)落地？如果不是同時(shí)落地，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒有影響？（不必作分析）
b球先落地，對(duì)結(jié)果無影響
b球先落地，對(duì)結(jié)果無影響
；
④為測定未放小球b時(shí)，小球a落點(diǎn)的平均位置，把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點(diǎn)對(duì)齊，如圖給出了小球a落點(diǎn)附近的情況，由圖可得OB距離應(yīng)為
45.95±0.02
45.95±0.02
cm；
⑤按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是
m
 
a
OB=
m
 
a
OA+
m
 
b
OC
m
 
a
OB=
m
 
a
OA+
m
 
b
OC

或
m
 
a
(OB-OA)=
m
 
b
OC
或
m
 
a
(OB-OA)=
m
 
b
OC
．
（2）某同學(xué)測量一只未知阻值的電阻．
①他先用萬用表初步測量，將選擇開關(guān)旋至“×10”檔，進(jìn)行歐姆調(diào)零后進(jìn)行測量，結(jié)果如圖甲所示．其阻值為
1000
1000
．為了使測量的結(jié)果更精確些，選擇開關(guān)應(yīng)調(diào)到
×100
×100
檔；
②若該同學(xué)再用“伏安法”測量該電阻，所用器材如圖乙所示，其中電壓表內(nèi)阻約為5kΩ，電流表內(nèi)阻約為5Ω，滑動(dòng)變阻器阻值為50Ω．圖中部分連線已經(jīng)連接好，為了盡可能準(zhǔn)確地測量，請(qǐng)你完成其余的連線；用此種方法測得的電阻值將
大于
大于
（填“大于”、“小于”或“等于”）被測電阻的實(shí)際阻值．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在“探究碰撞中的守恒量”的實(shí)驗(yàn)中，也可以探究“mv2”這個(gè)量（對(duì)應(yīng)于動(dòng)能）的變化情況．
①若采用弓形彈片彈開滑塊的方案，如圖1甲所示，彈開后的mv2的總量
 
彈開前mv2的總量（填大于、等于或小于），這是因?yàn)?!--BA-->
 
．
②若采用圖1中乙圖的方案，碰撞前mv2的總量
 
碰后mv2的總量（填大于、等于或小于），說明彈性碰撞中
 
守恒．
③若采用圖中1丙圖的方案，碰撞前mv2的總量
 
碰后mv2的總量（填大于、等于或小于），說明非彈性碰撞中存在
 
損失．
（2）某同學(xué)用圖2所示的裝置做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下，和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次．
①本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有
 
；
A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H
B．小球a、b的質(zhì)量ma、mb
C．小球a、b的半徑r
D．小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t
E．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC
F．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，ma
 
mb（填“大于”、“小于”或“等于”）；
③放上被碰小球后，兩小球碰后是否同時(shí)落地？如果不是同時(shí)落地，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒有影響？（不必作分析）
 
；
④為測定未放小球b時(shí)，小球a落點(diǎn)的平均位置，把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點(diǎn)對(duì)齊，下圖給出了小球a落點(diǎn)附近的情況，由圖3可得OB距離應(yīng)為
 
 cm；
⑤按照本實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是
 
．
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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年江蘇省泰州中學(xué)高二下學(xué)期期中考試物理試卷（帶解析） 題型：實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)用如圖（甲）裝置做《探究碰撞中的不變量》實(shí)驗(yàn)。先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次。已知小球a的質(zhì)量大于小球b的質(zhì)量。
15.
（1）本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有以下哪些       。
A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H；
B．小球a、b的質(zhì)量ma、mb；
C．小球a、b 離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t；
D．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離、、；
E．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h；
（2）為測定未放被碰小球時(shí)，小球a落點(diǎn)的平均位置，把刻度尺的零刻線跟記錄紙上的O點(diǎn)對(duì)齊，（乙）圖給出了小球a落點(diǎn)的情況，由圖（乙）可得距離應(yīng)為     cm。
（3）由實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，如果滿足等式       ，那么我們認(rèn)為在碰撞中系統(tǒng)的動(dòng)量是不變的。

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科目：高中物理 來源：2014屆廣東省高二下學(xué)期期中理綜物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（18分）、某同學(xué)用如圖甲裝置做驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn).先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù)10次;再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止,讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下,和b球相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次．從左向右依次是ABC點(diǎn)。

 

⑴本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有以下哪些_____________．

A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H 

B．小球a、b的質(zhì)量ma、mb  

C．小球a、b的半徑r 

D．小球a、b 離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t

E．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC  

F．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h

⑵小球a、b的質(zhì)量ma、mb應(yīng)該滿足什么關(guān)系?為什么?

_________________________________________________________________。

⑶放上被碰小球后,兩小球碰后是否同時(shí)落地?如果不是同時(shí)落地,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒有影響?為什么? _________________________________________________________________。

這時(shí)小球a、b的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的_____點(diǎn)和_____點(diǎn)．

⑷為測定未放被碰小球時(shí),小球a落點(diǎn)的平均位置,把刻度尺的零刻線跟記錄紙上的O點(diǎn)對(duì)齊,圖乙給出了小球a落點(diǎn)附近的情況,由圖可得OB距離應(yīng)為__________cm．

⑸按照本實(shí)驗(yàn)方法,驗(yàn)證動(dòng)量守恒的驗(yàn)證式是______________．

 

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科目：高中物理 來源：2013屆江蘇省高二下學(xué)期期中考試物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

13. 某同學(xué)用如圖（甲）裝置做《探究碰撞中的不變量》實(shí)驗(yàn)。先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下，在水平地面上的記錄紙上留下壓痕，重復(fù)10次；再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止，讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下和b球相碰后，兩球分別落在記錄紙的不同位置處，重復(fù)10次。已知小球a的質(zhì)量大于小球b的質(zhì)量。

14.

（1）本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有以下哪些        。

A．斜槽軌道末端到水平地面的高度H；

B．小球a、b的質(zhì)量ma、mb；

C．小球a、b 離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時(shí)間t；

D．記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離、、；

E．a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h；

（2）為測定未放被碰小球時(shí)，小球a落點(diǎn)的平均位置，把刻度尺的零刻線跟記錄紙上的O點(diǎn)對(duì)齊，（乙）圖給出了小球a落點(diǎn)的情況，由圖（乙）可得距離應(yīng)為      cm。

（3）由實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，如果滿足等式        ，那么我們認(rèn)為在碰撞中系統(tǒng)的動(dòng)量是不變的。

 

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