【題目】如圖1所示,木板OA可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,某研究小組利用此裝置探索物塊加速度a與斜面傾角θ之間的關(guān)系.已知物塊始終受到方向沿斜面向上、大小為F=8N的力作用,由靜止開始運動,物塊的質(zhì)量m=1kg,通過多次改變斜面傾角θ,重復實驗,用測得的數(shù)據(jù)描繪了如圖2所示的a﹣θ關(guān)系圖線.若物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.2,物塊與木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,g取10m/s2 . 試問:

(1)圖線與a軸交點a0
(2)圖線與θ軸交點坐標θ1滿足的關(guān)系式;
(3)如果木板長L=2m,傾角為37°,物塊在F的作用下由O點開始運動,為保證物塊不沖出木板頂端,力F作用的最長時間.(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)

【答案】
(1)

解:圖線與a軸交點,說明θ=0,對物塊在θ=0時由牛頓第二定律得:F﹣μmg=ma0,

解得:


(2)

解:當θ=θ1時有,F(xiàn)﹣μmgcosμ﹣mgsinμ=0,代入數(shù)據(jù)得:

cosθ+5sinθ=4


(3)

解:設(shè)F的最長作用時間為t,當有力F作用時,對物塊受力分由牛頓第二定律得:

F﹣μmgcosμ﹣mgsinμ=ma1

v=at1

x1= ,

撤去F后,對物塊受力分析由牛頓第二定律得:μmgcosθ+mgsinθ=ma2

v2=2a2(L﹣x1

聯(lián)立解得:t=3.1s


【解析】(1)縱坐標交點表示木板水平放置時的加速度,根據(jù)牛頓第二定律即可求解;(2)在圖線與θ軸交點坐標θ1 , 通過受力分析由牛頓第二定律求出關(guān)系(3)根據(jù)牛頓第二定律分別求出有F和撤去F時的加速度,根據(jù)勻變速直線運動的基本公式求出這兩個過程的位移,根據(jù)兩段位移之和為L求解.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中,
(1)電火花計時器應(yīng)接在電源上(選填“直流”或“交流”),工作電壓為 V(選填“220V”或“4~6V”).
(2)圖1是實驗中打下的一段紙帶,從打下計數(shù)點1到打下計數(shù)點2共歷時 s,算出計數(shù)點2的速度大小為 m/s(保留兩位有效數(shù)字),并在圖2中標出 , 其余計數(shù)點1、3、4、5對應(yīng)的小車瞬時速度大小在圖2中已標出.

(3)作圖 , 并求得小車的加速度大小為 m/s2(保留兩位有效數(shù)字).
(4)小文同學在研究小車運動時分別得到甲、乙兩條紙帶.對每條紙帶均選擇合適的點作為第一個計數(shù)點,再依次每5個點取1個計數(shù)點,并在各計數(shù)點處將其剪斷,然后將這些剪斷的紙條粘貼在相同的坐標紙上,最后將紙條上端中心連起來,如圖3所示.由圖可判斷
A.乙的加速度比甲的大
B.兩種情況下小車均做勻速直線運動
C.打第三個計數(shù)點時,甲的速度比乙大
D.打第一個計數(shù)點時,小車的速度一定為零.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,絕緣光滑水平軌道ABB端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕緣軌道BC平滑連接,圓弧的半徑R0.20m。在軌道所在空間存在水平向右的勻強電場,電場強度E1.0×104N/C,F(xiàn)有一質(zhì)量m0.20kg的帶電體(可視為質(zhì)點)放在水平軌道上與B端距離s0.5m的位置,由于受到電場力的作用帶電體由靜止開始運動,當運動到圓弧形軌道的C端時,速度恰好為零。已知帶電體所帶電荷量q8.0×105C,取g10m/s2,求:

1)帶電體在水平軌道上運動的加速度及運動到B端時的速度;

2)帶電體運動到圓弧形軌道的B端時對圓弧軌道的壓力;

3)帶電體沿圓弧形軌道從B端運動到C端的過程中,摩擦力做的功。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】恒星的________顯示了它的溫度,溫度較低的恒星,在天空中呈現(xiàn)________。恒星的亮度取決于它的體積、________以及離地球的距離。恒星的壽命取決于恒星的________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學用打點計時器測量做勻加速直線運動的物體的加速度,電源頻率f=50Hz.在紙帶上打出的點中,選出零點,每隔4個點取1個計數(shù)點.因保存不當,紙帶被污染.如圖所示,A、B、C、D是依次排列的4個計數(shù)點,僅能讀出其中3個計數(shù)點到零點的距離:sA=16.6mm、sB=126.5mm、sD=624.5mm.

若無法再做實驗,可由以上信息推知:
(1)打C點時物體的速度大小為 m/s(取2位有效數(shù)字);
(2)物體的加速度大小為(用sA、sB、sD和f表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】課上老師做了這樣一個實驗:如圖所示,用一象棋子壓著一紙條,放在水平桌面上接近邊緣處.第一次,慢拉紙條,將紙條抽出,棋子掉落在地上的P點;第二次,將棋子、紙條放回原來的位置,快拉紙條,將紙條抽出,棋子掉落在地上的N點.從第一次到第二次現(xiàn)象的變化,下列解釋正確的是(  )

A. 棋子的慣性變大了

B. 棋子受到紙帶的摩擦力變小了

C. 棋子受到紙帶的沖量變小了

D. 棋子離開桌面時的動量變大了

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】經(jīng)典力學規(guī)律不適用于下列運動的是( 。

A.子彈的飛行B.飛船繞地球的運行

C.列車的運行D.粒子接近光速的運動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量為m的物體,受到水平拉力F作用,在粗糙水平面上運動,下列說法正確的是(

A.如果物體做加速運動,則拉力F一定對物體做正功

B.如果物體做減速運動,則拉力F一定對物體做正功

C.如果物體做減速運動,則拉力F可能對物體做正功

D.如果物體做勻速運動,則拉力F一定對物體做正功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于太陽對行星的引力,下列說法正確的是(  )

A.太陽對行星的引力與太陽的質(zhì)量成正比,與二者間的距離成正比

B.太陽對行星的引力與太陽的質(zhì)量成正比,與行星的質(zhì)量無關(guān)

C.太陽對行星的引力與行星對太陽的引力是同一性質(zhì)的力

D.太陽對行星的引力遠小于行星對太陽的引力

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