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如图所示,一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为30°....

如图所示,一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为30°.现小球在F=20N的竖直向上的拉力作用下,从A点静止出发向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数μ为满分5 manfen5.com.试求:

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(1)小球运动的加速度a1

(2)若F作用1.2s后撤去,小球上滑过程中距A点最大距离sm

(3)若从撤去力F开始计时,小球经多长时间将经过距A点上方为2.25m的B点.

 

(1)2.5 m/s2 (2)2.4m (3)0.75s 【解析】 试题分析:首先分析撤去前小球的受力情况:重力、拉力,杆的支持力和滑动摩擦力,采用正交分解法,根据牛顿第二定律求出加速度.再用同样的方法求出撤去后小球的加速度,运用运动学公式求出最大距离和经过距A点上方为2.25m的B点的时间. 【解析】 (1)在力F作用时,撤去前小球的受力情况:重力、拉力,杆的支持力和滑动摩擦力,如图,由根据牛顿第二定律,得 (F﹣mg)sin30°﹣μ(F﹣mg)cos30°=ma1 解得a1=2.5 m/s2 (2)刚撤去F时,小球的速度v1=a1t1=3m/s 小球的位移s1==1.8m 撤去力F后,小球上滑时有: mgsin30°+μmgcos30°=ma2 a2=7.5 m/s2 小球上滑时间t2==0.4s 上滑位移s2==0.6m 则小球上滑的最大距离为sm=2.4m (3)在上滑阶段通过B点: SAB﹣s1=v1 t3﹣a2t32 通过B点时间t3=0.2 s,另t3=0.6s (舍去) 小球返回时有: mgsin30°﹣μmgcos30°=ma3 a3=2.5 m/s2 小球由顶端返回B点时有: sm﹣SAB=a3t42 t4=s 通过通过B点时间t2+t4=s≈0.75s   【点评】牛顿定律和运动学公式是解决力学的基本方法.关键在于分析物体的受力情况和运动情况.当物体受力较多时,往往采用正交分解法求加速度.本题求小球上滑过程中距A点最大距离,也可运用动能定理.  
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考点分析:
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交管部门强行推出了“电子眼”,机动车擅自闯红灯的大幅度减少.现有甲、乙两汽车正沿同一平直马路同向匀速行驶,甲车在前,乙车在后,它们行驶的速度均为10m/s.当两车快要到一十字路口时,甲车司机看到绿灯已转换成了黄灯,于是紧急刹车(反应时间忽略不计),乙车司机为了避免与甲车相撞也紧急刹车,但乙车司机反应较慢(反应时间为0.5s).已知甲车紧急刹车时制动力为车重的0.4倍,乙车紧急刹车制动力为车重的0.5倍,求:

(1)若甲司机看到黄灯时车头距警戒线15m,他采取上述措施能否避免闯红灯?

(2)为保证两车在紧急刹车过程中不相撞,甲、乙两车行驶过程中应保持多大距离?

 

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如图所示,轻绳OA、OB与OC悬挂一质量为m的物体,OA与水平方向夹角为60°,OB位于水平方向.

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(1)求OB绳上的拉力的大小T1

(2)若保持O点位置不变,将OB由水平位置绕O点逆时针缓慢转动90°,求此过程中OB上拉力的最大值Tmax和最小值Tmin

 

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在“验证牛顿运动定律”的实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车拖动的纸带打上的点计算出.

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(1)当M与m的大小关系满足      时,才可以认为绳对小车的拉力   大小等于盘及盘中砝码的重力.

(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与     的图象.

(3)如图(a),甲同学根据测量数据做出的a﹣F图线,说明实验存在的问题是     

(4)乙、丙同学用同一装置做实验,用相同的标度画出了各自得到的

a﹣F图线,如图(b)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?

(5)在“验证牛顿第二定律”的实验中,以下做法正确的是

A.平衡摩擦力时,应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上

B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力

C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源

D.求小车运动的加速度时,可用天平测出小盘和砝码的质量m以及小车及车中砝码的质量M,直接用公式a=满分5 manfen5.com求出

(6)实验时得到的如图3的图线AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是

A.小车与轨道之间存在摩擦       B.导轨保持了水平状态

C.小盘和砝码的质量m太大       D.小车及车中砝码的质量M太大.

 

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某同学在测量一根弹簧的劲度系数实验中,得到的实验数据,作出图象如图所示,该弹簧的劲度系数k=      N/m(结果保留两位有效数字).

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李明同学在用电火花计时器做“测定匀变速直线运动的加速度”实验.

(1)电火花计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它的工作电压是      V.

(2)从打出的若干纸带中选出了如图所示的一条(每相邻两点间还有四个点没有画出来),计数点间距如图所示,打点计时器的电源频率是50Hz.

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计算出纸带上打下计数点2时小车的瞬时速度为v2=      m/s;该匀变速直线运动的加速度a=      m/s2.(计算结果保留两位小数)

 

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