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6.如圖所示,為一傾角θ=37°的足夠長斜面,將一質(zhì)量為m=2kg的物體無初速度釋放在斜面上,同時施加一沿斜面向上的拉力F1=3N,2s后拉力變?yōu)镕2=9N,方向不變.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)F1作用時物體的加速度及2s末物體的速度;
(2)前16s內(nèi)物體發(fā)生的位移.

分析 (1)物體在前2s內(nèi)沿斜面向下做初速度為零的勻加速直線運動,由牛頓第二定律可得速度;
(2)根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式聯(lián)合求位移.

解答 解:(1)由分析可知物體在前2s內(nèi)沿斜面向下做初速度為零的勻加速直線運動,
由牛頓第二定律可得mgsinθ-F1-μmgcosθ=ma1
代入數(shù)據(jù)得:a1=2.5m/s2
又:v1=a1t1
代入數(shù)據(jù)可得v1=5m/s
(2)物體在前2s內(nèi)發(fā)生的位移為x1
x1=12a1t12=5m
當拉力為F2=9N時,由牛頓第二定律可得
F2+μmgcosθ-mgsinθ=ma2
代入數(shù)據(jù)可得a2=0.5m/s2
物體經(jīng)過t2時間速度減為0,
則v1=a2t2
t2=10s
t2時間發(fā)生的位移為x2,
x2=12a2t22=25m
由于 mgsinθ-μmgcosθ<F2<μmgcosθ+mgsinθ,則物體在剩下4s時間內(nèi)處于靜止狀態(tài). 
故物體在前16s內(nèi)所發(fā)生的位移x=x1+x2=5+25=30m,方向沿斜面向下.   
答:(1)F1作用時物體的加速度是2m/s2;2s末物體的速度5m/s;
(2)前16s內(nèi)物體發(fā)生的位移30m.

點評 該題考查靈活應用牛頓第二定律和運動學公式,分段處理是解題的關鍵,屬于中檔題目.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

16.如圖1所示,為“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量及小車和砝碼的質(zhì)量對應的關系圖.鉤碼的質(zhì)量為m1,小車和砝碼的質(zhì)量為m2,重力加速度為g.

(1)下列說法正確的是D
A.每次在小車上加減砝碼時,應重新平衡摩擦力
B.平衡摩擦時小車應與輕繩和鉤碼相連
C.本實驗m2應遠小于m1
D.在用圖象探究加速度與質(zhì)量關系時,應作a-1m2圖象
(2)實驗時,某同學由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,若鉤碼重力記為F,作出a-F圖象,他可能作出圖2中丙 (選填“甲”、“乙”、“丙”)圖線.此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是C
A.小車與軌道之間存在摩擦          B.導軌保持了水平狀態(tài)
C.所掛鉤碼的質(zhì)量太大                  D.所用小車的質(zhì)量太大
(3)實驗時,由于沒有平衡摩擦力且軌道水平,繪制的1m2-a圖象如圖3所示,設圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,則小車與木板間的動摩擦因數(shù)μ=\frac{gk},鉤碼的質(zhì)量m1=1gk

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

17.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗中,采用如圖甲所示的裝置.

(1)本實驗應用的實驗方法是A
A.控制變量法     B.假設法  C.理想實驗法
(2)下列說法中正確的是C
A.在探究加速度與質(zhì)量的關系時,應改變小車所受拉力的大小
B.在探究加速度與外力的關系時,應改變小車的質(zhì)量
C.在探究加速度a與質(zhì)量m的關系時,作出a-1m圖象容易更直觀判斷出二者間的關系
D.無論在什么條件下,細線對小車的拉力大小總等于砝碼盤和砝碼的總重力大小
(3)在探究加速度與力的關系時,若取車的質(zhì)量M=0.5kg,改變砝碼質(zhì)量m的值,進行多次實驗,以下m的取值最不合適的一個是D
A.m1=4g   B.m2=10g    C.m3=40g    D.m4=500g
(4)在平衡小車與長木板之間摩擦力的過程中,打出了一條紙帶如圖乙所示.計時器打點的時間間隔為0.02s.從比較清晰的點起,每5個點取一個計數(shù)點,量出相鄰計數(shù)點之間的距離,根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)求出該小車的加速度a=0.16m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
(5)如圖丙所示為甲同學在探究加速度a與力F的關系時,根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖象,說明實驗存在的問題是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.物塊A放在斜面體的斜面上,和斜面體一起向右做加速運動,如圖所示,若物塊與斜面體保持相對靜止,物塊A受到斜而對它的支持力和摩擦力的合力的方向可能是( �。�
A.向右上方B.水平向右C.斜向右下方D.豎直向上

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

1.某物理課外小組利用圖甲中的裝置探究物體加速度與其所受合力之間的關系.置于實驗臺上的長木板水平放置,其右端固定一輕滑輪:輕繩跨過滑輪,一端與放在木板上的小車相連,另一端可懸掛鉤碼.實驗中可用的鉤碼共有N=5個,每個質(zhì)量均為0.01kg.重力加速度g=10m/s2.實驗步驟如下:

(1)將5個鉤碼全部放入小車中,在長木板左下方墊上適當厚度的小物快,使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑.
(2)將n(依次取n=1,2,3,4,5)個鉤碼掛在輕繩右端,其余N-n個鉤碼仍留在小車內(nèi);用手按住小車并使輕繩與木板平行.釋放小車,同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移x,繪制x-t圖象,經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應的加速度a.
(3)對應于不同的n的a值見下表.
n12345
a/(m•S-20.450.911.361.822.27
(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖乙中補齊數(shù)據(jù)點,并作出a-n圖象.從圖象可以看出:當物體質(zhì)量一定時,物體的加速度與其所受的合力成正比.
(5)利用a-n圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為0.17kg(保留兩位有效數(shù)字).
(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1),下列說法正確的是B(填正確選項的標號).
A.a(chǎn)-n圖線不再是直線
B.a(chǎn)-n圖線仍是直線,但該直線不過原點
C.a(chǎn)-n圖線仍是直線,且該直線的斜率不變.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.滑塊A置于光滑水平地面上,滑塊B在一水平恒力F的作用下緊靠滑塊A(A、B接觸面豎直),此時B剛好不下滑.已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,重力加速度為g,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.則( �。�
A.A、B之間的相互作用力大小為mAmA+mBF2+mA+mBg2
B.A與B間的動摩擦因數(shù)為μ=mA+mBmAmBgF
C.水平恒力F與A與B間的彈力之比為mA+mBmA
D.水平恒力F與A與B間的彈力之比為mA+mBmB

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

18.如圖1,是某實驗小組用光電計時器來“探究加速度與力的關系”的實驗裝置圖.

(1)有關本實驗的說法正確的是  AC
A.砂桶和砂子的總質(zhì)量不必遠遠小于小車的質(zhì)量
B.小車的質(zhì)量必須遠遠小于砂桶和砂子的總質(zhì)量
C.平衡摩擦力時不能取下細繩和砂桶
D.平衡摩擦力時要取下細繩和砂桶
(2)兩個光電門(與之連接的兩個光電計時器沒有畫出),它們之間的距離為0.50m.在安裝好實驗裝置后,將小車放在光電門甲的上方,撤去砂和砂桶,使它從靜止開始沿長木板做勻加速直線運動,測得小車通過光電門甲的時間為0.20s,通過光電門乙的時間為0.10s.則:
①如圖2所示,小車上的擋光片的寬度用游標卡尺測得的示意圖.由圖可知:擋光片的寬度為20.4mm.
②小車通過光電門乙的速度大小為0.20m/s(保留二位有效數(shù)字)
③小車的加速度大小為0.030m/s2(保留二位有效數(shù)字)
(3)如圖3所示,是在實驗中得到的一條紙帶,其中O為起始點,A、B、C、D、E依次為相鄰的計數(shù)點,相鄰兩個計數(shù)點之間還有n個點未標出.如果打點計時器使用的交流電的頻率為f,加速度的表達式是x2x1f24n+12(用題中和圖中的字母表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

15.氣墊導軌是一種近似無阻力的力學實驗裝置.它是由氣源將壓縮空氣注入導軌型腔,從導軌表面的小孔噴出氣流,在導軌與滑行器之間形成氣墊膜,使滑行器浮起.滑行器在導軌上作近似無阻力的直線運動,構(gòu)成如圖所示.為測定氣墊導軌上滑塊的加速度,滑塊上安裝了寬度為3cm的遮光板.滑塊在牽引力的作用下先后通過兩個光電門,配套的數(shù)字毫秒計錄了遮光板通過第一個光電門的時間為△t1=0.30s,通過第二個光電門的時間為△t2=0.10s,遮光板從開始遮住第一個光門到開始遮住第二個光電門的時間為△t=3.5s,則滑塊的加速度等于0.057m/s2,兩個光電門之間的距離等于0.70m.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

16.質(zhì)量為m的物體以v0的速度水平拋出,經(jīng)過一段時間速度大小變?yōu)?\sqrt{5}$v0,不計空氣阻力,重力加速度為g,則在該過程中以下說法正確的是( �。�
A.平均速度大小為1+52v0
B.下落的高度為v02g
C.運動時間為2v0g
D.速度大小變?yōu)?\sqrt{5}$v0時,重力的瞬時功率為2mgv0

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同步練習冊答案