(2012?黃埔區(qū)模擬)某同學(xué)用位移傳感器研究木塊在斜面上的滑動情況,裝置如圖1.己知斜面傾角θ=37°.他使木塊以初速度v0沿斜面上滑,并同時開始記錄數(shù)據(jù),繪得木塊從開始上滑至最高點,然后又下滑回到出發(fā)處過程中的s-t圖線如圖2所示.圖中曲線左側(cè)起始端的坐標為(0,1.4),曲線最低點的坐標為(0.5,0.4).重力加速度g取10m/s2.sin37°=0.6,cos37°=0.8求:
(1)木塊上滑時的初速度v0和上滑過程中的加速度a1;
(2)木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ;
(3)木塊滑回出發(fā)點時的速度vt
分析:(1)物體勻減速上滑,由圖象得到末速度、位移和時間,然后根據(jù)位移時間關(guān)系公式和速度時間關(guān)系公式列式求解;
(2)對物體受力分析后,根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可;
(3)先受力分析后得到下滑的加速度,然后根據(jù)速度位移公式列式求解末速度.
解答:解:(1)物體勻減速上滑,由圖象得到:末速度v=0,位移x=1.4-0.4=1.0m,時間為t=0.6s;
根據(jù)位移時間公式,有x=v0t+
1
2
at2

根據(jù)速度時間公式,有v=v0+at;
聯(lián)立解得:v0=4m/s,a=-8m/s2
(2)上滑過程,物體受重力支持力和滑動摩擦力,根據(jù)牛頓第二定律,有
-mgsin37°-μmgcos37°=ma
代入數(shù)據(jù)解得
μ=0.25
(3)木塊下滑過程,根據(jù)牛頓第二定律,有
mgsin37°-μmgcos37°=ma′
代入數(shù)據(jù)解得
a′=4m/s2
物體勻加速下滑,根據(jù)速度位移公式,有
v
2
t
=2a′x

解得
vt=
2a′x
=
2×4×1
=2
2
m/s

答:(1)木塊上滑時的初速度為4m/s,上滑過程中的加速度為-8m/s2
(2)木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25;
(3)木塊滑回出發(fā)點時的速度為2
2
m/s.
點評:本題關(guān)鍵是根據(jù)圖象得到物體上滑時的運動規(guī)律,求解出加速度和初速度;然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解出摩擦力;最后再確定下滑時的運動情況.
練習(xí)冊系列答案
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(2012?黃埔區(qū)模擬)如圖所示,某中學(xué)科技小組制作了利用太陽能驅(qū)動小車的裝置.當(dāng)太陽光照射到小車上方的光電板時,光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機帶動小車前進.小車在平直的公路上靜止開始勻加速行駛,經(jīng)過時間t,速度為v時功率達到額定功率,并保持不變;小車又繼續(xù)前進了s距離,達到最大速度vmax.設(shè)小車的質(zhì)量為m,運動過程所受阻力恒為f,則小車的額定功率為( 。

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(2012?黃埔區(qū)模擬)如圖所示,物體A和B的質(zhì)量均為m,且分別與輕繩連接跨過定滑輪,現(xiàn)用力拉物體B,使它沿水平面向右做勻速運動,物體B從C運動到D的過程中,物體A克服重力做功為W1,從D運動到E的過程中,物體A克服重力做功為W2.如果CD和DE的距離相等,在此過程中,繩子對物體A的拉力大小為T,下列說法中正確的是(  )

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(2012?黃埔區(qū)模擬)如圖所示,質(zhì)量均勻的球夾在光滑豎直墻面和光滑輕板之間,輕板可繞其L端的水平軸O自由轉(zhuǎn)動.在輕板上端用豎直向上的拉力F提著輕板,使其緩慢放下,直到輕板呈水平之前,F(xiàn)的大小以及F對于軸O的力矩M的大小變化情況是( 。

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(2012?黃埔區(qū)模擬)小皮劃艇在靜水中劃行速度為4m/s,現(xiàn)在它在流速為2m/s的河水中渡河,劃水方向與流水方向的夾角為θ.如果小皮劃艇要用最短時間過河,θ=
90°
90°
;如果小皮劃艇要垂直河岸過河,θ=
120°
120°

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(2012?黃埔區(qū)模擬)如圖所示的電路可用于測量電源的內(nèi)阻r,電源的電動勢未知.圖中A 是電流表,其內(nèi)阻并不很小,V為電壓表,其內(nèi)阻亦不很大,R是一限流電阻,阻值未知,電鍵S1、S2、S3都處于斷開狀態(tài).
請補充完成下列實驗步驟,用適當(dāng)?shù)姆柋硎驹摬襟E中應(yīng)測量的物理量:
(1)閉合S1,S3打向1,測得電壓表的讀數(shù)U0,電流表的讀數(shù)為I0,電壓表的內(nèi)阻RV=
U0
I0
U0
I0
;
(2)閉合S1,S3打向2,測得電壓表的讀數(shù)U1;
(3)
閉合S1、S2,S3打向2,測得電壓表的讀數(shù)U2,電流表的讀數(shù)I2
閉合S1、S2,S3打向2,測得電壓表的讀數(shù)U2,電流表的讀數(shù)I2

(4)用所測得的物理量表示電池內(nèi)阻的表示式為r=
U1-U2
I2-
U1-U2
U0
I0
U1-U2
I2-
U1-U2
U0
I0

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