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2011年3月11日,日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失.灾后某中学...

2011年3月11日,日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失.灾后某中学的部分学生组成了一个课题小组,对海啸的威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型:如图甲在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移x变化的图象如图乙所示,已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s2
(1)运动过程中物体的最大加速度为多少?
(2)在距出发点什么位置时物体的速度达到最大?
(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少?

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根据牛顿第二定律,当物体的合力最大时,其加速度最大.由图读出推力的最大值即可求出最大加速度.分析物体的运动情况:物体先加速运动,当合力为零为后做减速运动.速度最大时推力就能得到,再由图读出位移.由动能定理可求出最大位移. 【解析】 (1)由牛顿第二定律,得F-μmg=ma,       当推力F=100N时,物体所受的合力最大,加速度最大                     代入解得解得a=-μg=20m/s2    (2)由图象可得推力随位移x是变化的,当推力等于摩擦力时,加速度为0,速度最大          则F=μmg=20N                由图得到F与x的函数关系式F=100-25x        则得到x=3.2m         (3)由图象得到推力对物体做功等于“面积”,得推力做功W=200J     根据动能定理W-μmgxm=0       代入数据得xm=10m 答:(1)运动过程中物体的最大加速度为20m/s2     (2)在距出发点3.2m处时物体的速度达到最大     (3)物体在水平面上运动的最大位移是10m.
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考点分析:
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如图所示,粗糙斜面AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BCD相切于B点,圆弧轨道的半径为R,C点在圆心O的正下方,D点与圆心O在同一水平线上,∠COB=θ.现有质量为m的物块从D点无初速释放,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.求:
(1)物块第一次通过C点时对轨道压力的大小;
(2)物块在斜面上运动离B点的最远距离.

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光滑水平面上,一个质量为0.5kg的物体从静止开始受水平力而运动,在前5s内受到一个正东方向、大小为1N的水平恒力作用,第5s末该力撤去,改为受一个正北方向、大小为0.5N的水平恒力,作用10s时间,问:
(1)该物体在前5s和后10s各做什么运动?
(2)第15s末的速度大小及方向各是什么?
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manfen5.com 满分网某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律.频闪仪每隔0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):
时刻t2t3t4t5
速度(m/s)4.994.483.98
(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5=______m/s;
(2)从t2 到t5时间内,重力势能增量△Ep=______J,动能减少量△Ek=______J;
(3)在误差允许的范围内,若△Ep与△Ek近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得△Ep______△Ek (选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是______
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manfen5.com 满分网为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示).实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力.
(1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车______(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点.
(2)从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表:
时间t/s0.501.001.502.002.50
速度v/0.120.190.230.260.280.29
请根据实验数据作出小车的v-t图象.
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(3)通过对实验结果的分析,该同学认为:随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大,你是否同意他的观点?请根据v-t图象简要阐述理由.
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如图所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示,则( )
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A.运动过程中小球的机械能守恒
B.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少
C.t2时刻小球的加速度为零
D.t2~t3这段时间内,小球的动能与重力势能之和在增加
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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