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如图甲所示,倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平面上,斜面足够长.一根轻弹簧一端固...

如图甲所示,倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平面上,斜面足够长.一根轻弹簧一端固定在斜面的底端,另一端与质量m=1.0kg的小滑块(可视为质点)接触,滑块与弹簧不相连,弹簧处于压缩状态.当t=0时释放滑块.在00.24s时间内,滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示.已知弹簧的劲度系数k=2.0×102N/m,当t=0.14s时,滑块的速度v1=2.0m/s.g取l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.弹簧弹性势能的表达式为Ep=kx2(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量).求:

(1)斜面对滑块摩擦力的大小f;

(2)t=0.14s时滑块与出发点间的距离d;

(3)在00.44s时间内,摩擦力做的功W.

 

(1)斜面对滑块摩擦力的大小f为4.0N; (2)t=0.14s时滑块与出发点间的距离d为0.20m; (3)在0~0.44s时间内,摩擦力做的功W为﹣1.64J 【解析】 试题分析:(1)当t1=0.14s时,滑块与弹簧开始分离,此后滑块受重力、斜面的支持力和摩擦力,滑块开始做匀减速直线运动. 由题中的图乙可知,在这段过程中滑块加速度的大小为:a1=10m/s2. 根据牛顿第二定律有:mgsinθ+f=ma1 代入数据解得:f=4.0N (2)当t1=0.14s时弹簧恰好恢复原长,所以此时滑块与出发点间的距离d等于t0=0时弹簧的形变量x,所以在0~0.14s时间内弹簧弹力做的功为: W弹=Ep初﹣Ep末=. 在这段过程中,根据动能定理有:W弹﹣mgdsinθ﹣fd=mv12﹣0 代入数据解得:d=0.20 m (3)设从t1=0.14s时开始,经时间△t1滑块的速度减为零,则有: △t1==0.20s 这段时间内滑块运动的距离为: x1==0.20m 此时t2=0.14s+△t1=0.34s,此后滑块将反向做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可求得此时加速度的大小为: a2==2.0m/s2 在0.34s~0.44s(△t2=0.1s)时间内,滑块反向运动的距离为:x2=△t22 代入数据解得:x2=0.01m. 所以在0~0.44s时间内,摩擦力f做的功为:W=﹣f(d+x1+x2) 代入数据解得:W=﹣1.64J. 答:(1)斜面对滑块摩擦力的大小f为4.0N; (2)t=0.14s时滑块与出发点间的距离d为0.20m; (3)在0~0.44s时间内,摩擦力做的功W为﹣1.64J.  
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高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图象.现利用这架照相机对MD﹣2000家用汽车的加速性能进行研究,如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片,图中汽车的实际长度为4m,照相机每两次曝光的时间间隔为2.0s.已知该汽车的质量为1000kg,额定功率为90kW,汽车运动过程中所受的阻力始终为1500N.

(1)试利用图示,求该汽车的加速度.

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(3)汽车所能达到的最大速度是多大.

(4)若该汽车从静止开始运动,牵引力不超过3000N,求汽车运动2400m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度).

 

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小球A从桌边水平抛出,当它恰好离开桌边缘时小球B从同样高度处自由下落,频闪照相仪拍到了A球和B球下落过程的三个位置,图中A球的第2个位置未画出.已知背景的方格纸每小格的边长为2.5cm,g取10m/s2

①请在图中用“×”标出A球的第2个位置;

②频闪照相仪的闪光频率为      Hz.

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A.若物体仍以速度v做匀速运动,则可能有F2=F1

B.若物体仍以速度v做匀速运动,则一定有F2F1

C.若物体仍以速度v做匀速运动,则F2的功率可能等于F1的功率

D.若物体以大于v的速度做匀速运动,则F1的功率可能等于F2的功率

 

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人通过滑轮将质量为m的物体沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面,物体上升的高度为h,到达斜面顶端的速度为v,如图所示.则在此过程中(  )

A.物体所受的合外力做功为mgh+mv2

B.物体所受的合外力做功为mv2

C.人对物体做的功为mgh

D.人对物体做的功大于mgh

 

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如图所示,质量为m的滑块在水平面上撞向弹簧,当滑块将弹簧压缩了x0时速度减小到零,然后弹簧又将滑块向右推开.已知弹簧的劲度系数为k,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,整个过程弹簧未超过弹性限度,则(  )

A.滑块向左接触弹簧的运动过程中,始终做减速运动

B.滑块向右接触弹簧的运动过程中,始终做加速运动

C.滑块与弹簧接触过程中最大加速度为

D.滑块向右运动过程中,当弹簧形变量时,物体的动能最大

 

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