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如图所示,质量为4kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上,绳与竖直方向夹角为3...

如图所示,质量为4kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上,绳与竖直方向夹角为37°.已知g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

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(1)汽车匀速运动时,细线对小球的拉力和车后壁对小球的压力.

(2)当汽车以a1=2m/s2向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力.

(3)当汽车以a2=10m/s2向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力.

 

(1)汽车匀速运动时,小球对细线的拉力大小为50N,对车后壁的压力为30N. (2)当汽车以a1=2m/s2向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力为50N,小球对车后壁的压力为22N. (3)当汽车以a=10m/s2向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力大小为56.56N,小球对车后壁的压力大小为零. 【解析】 试题分析:(1)汽车匀速直线运动时,小球受重力、拉力和后壁的弹力平衡,根据共点力平衡求出拉力和墙壁的弹力大小, (2)(3)根据牛顿第二定律求出后壁对球弹力恰好为零时的加速度,判断小球是否飞起来,从而根据牛顿第二定律求出细线对小球的拉力大小和小球对车后壁的压力大小. 【解析】 (1)匀速运动时,小球受力分析,小球受到重力、拉力、后壁的弹力,由平衡条件得: Tsinθ=FN,Tcosθ=mg 代入数据得:T=50N,FN=30N. (2)当汽车向右匀减速行驶时,设车后壁弹力为0时的加速度为a0(临界条件),受重力和拉力两个力, 由牛顿第二定律得:Tsinθ=ma0,Tcosθ=mg. 代入数据得:a0=gtanθ=10×m/s2=7.5m/s2. a1=2m/s2<7.5m/s2,向右匀减速行驶时小球受车后壁的弹力,对小球受力分析,正交分解, 竖直方向:Tcos37°=mg 水平方向:Tsin37°﹣FN=ma1 解得:T=50N,FN=22N. (3)因为a2=10m/s2>a0,所以小球飞起来,所以小球对车后壁的压力FN′=0. 对细线的拉力T′==40N=56.56N 答:(1)汽车匀速运动时,小球对细线的拉力大小为50N,对车后壁的压力为30N. (2)当汽车以a1=2m/s2向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力为50N,小球对车后壁的压力为22N. (3)当汽车以a=10m/s2向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力大小为56.56N,小球对车后壁的压力大小为零. 【点评】本题考查了共点力平衡以及牛顿第二定律,知道小球与小车具有相同的加速度,通过对小球分析,根据牛顿第二定律进行求解.  
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考点分析:
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我校开展学生自己动手进行实验操作的活动.同学们现要测定电阻Rx的阻值(电阻值约为100Ω)以及一节干电池的电动势和内阻(内阻约为2Ω),除此之外还备有如下器材:

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A.电压表V:量程为2V、内阻较大

B.电阻箱R1:总阻值为9999.9Ω

C.开关、导线若干

(1)为了较准确地测定Rx的电阻值、电池的电动势和内阻,王华同学选择如图1所示的电路.

(2)王华同学根据电路图连接实物图后,测定电阻Rx时主要进行了两步实验.

第1步:闭合S1和S3,断开S2,记录电压表示数U1

第2步:闭合S1和S2,断开S3,调节R1使电压表示数仍为U1,记录此时R1的阻值r2,则被测电阻Rx的电阻值为     

(3)通过改变电路的总电阻,记录外电阻的总电阻值R和对应情况下的电压表示数U,画出满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com变化的图线为直线,如图2所示,直线与纵轴的交点坐标为b、斜率为k,则电源电动势为     ,内阻为     ;从实验原理来看,实验测量值与真实值相比较,电动势      ,内阻      (后两空填“偏大”、“偏小”或“不变”).

 

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如图所示是测量物块与木板间动摩擦因数的实验装置.长木板固定在水平桌面上,打点计时器固定在长木板上,纸带穿过打点计时器,与带滑轮的物块相连.沙桶和力传感器通过绕在滑轮上的细绳相连.调整沙桶的质量,当放开沙桶时,使物块在木板上做匀加速直线运动.(重力加速度为g,滑轮的质量和摩擦可以忽略)

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(1)在某次测量中读出力传感器示数为F,为进一步测量动摩擦因数,下列物理量中还需测量的有     

A.木板的长度L      B.物块的质量m

C.沙桶的质量M     D.运动的时间t

(2)现在已求得物块的加速度为a,利用测得的物理量写出动摩擦因数的表达式μ=

(3)为使实验结果更精确,该同学改变沙桶的质量,重复以上实验操作,得到多组数据,以力传感器的示数F为横轴,以加速度a为纵轴建立直角坐标系,做出a﹣F图象,得到一条倾斜的直线,该直线的纵轴截距大小为b,当地的重力加速度g,则由图象可得动摩擦因数μ=    

 

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在倾角为θ足够长的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场,磁场方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,如图所示.一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t=0时刻以速度v0进入磁场,恰好做匀速直线运动.若经过时间t0,线框ab边到达gg′与ff′中间位置时,线框又恰好做匀速运动,则下列说法正确的是(  )

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A.当ab边刚越过ff′时,线框加速度的大小为3gsinθ

B.t0时刻线框匀速运动的速度为满分5 manfen5.com

C.t0时间内线框中产生的热量为满分5 manfen5.com

D.离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动

 

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如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点.一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场.现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°角的方向,以大小不同的速率射入正方形内,那么下列说法中正确的是(  )

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A.若该带电粒子在磁场中经历的时间是满分5 manfen5.comt0,则它一定从ad边射出磁场

B.若该带电粒子在磁场中经历的时间是满分5 manfen5.comt0,则它一定从cd边射出磁场

C.若该带电粒子在磁场中经历的时间是满分5 manfen5.comt0,则它一定从bc边射出磁场

D.若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0,则它一定从ab边射出磁场

 

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将两金属球P、Q固定,让球P带上正电后,形成的稳定电场如图所示,已知实线为电场线,虚线为等势面,其中A、B、C、D为静电场中的四点,则(  )

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A.C、D两点的电场强度相同,电势相等

B.A、B两点的电势相同,电场强度不同

C.将电子从A点移至B点,电场力做负功

D.将电子从A点移至D点,电势能增大

 

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