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如图所示,质量为 m 的物体放在倾角为 θ 、质量为 M 的粗糙斜面上,斜面体置...

如图所示,质量为 m 的物体放在倾角为 θ 、质量为 M 的粗糙斜面上,斜面体置于粗糙的水平地面上,斜面与地面间的动摩擦因数为 μ 。当物体 m 沿斜面匀速下滑,而斜面体保持静止不动时,水平地面对斜面的支持力和摩擦力分别如何?

 

 

FN地 =(M + m )g ; Ff 地 =0 【解析】解法一:我们先用隔离法进行求解。物体m受力分析如图(1)所示,据力平衡在垂直斜面方向有,沿斜面方向有。 设地面对斜面体的摩擦力为,方向水平向右,斜面体M的受力分析如图(2)所示,根据力的平衡 在竖直方向上有 水平方向上有 又据牛顿第三定律有 解得。 解法二:整体法。因题中要求的是水平面对斜面体M的作用力,所以可选水平面以上M、m所构成的物体系为对象,系统受力如图所示,因M静止不动,m匀速下滑,所以系统处于平衡状态。 在竖直方向上有 在水平方向上有。 引申:若此题中物体沿斜面以大小为a的加速度加速下滑,而斜面依然保持静止, 【点睛】由此可见,用隔离法、整体法求解结果是一致的。显然此题用整体法求解要简单、快捷得多,用隔离法求解时细节清楚,把M、m间的相互作用力都分析计算出来,但若这些本不是题目所关心的,那么何不避开这些繁琐的计算,利用系统的规律而直奔主题。若题目要求求出M、m间的相互作用力,那么因系统的牛顿第二定律中不出现内力,故用整体法无法解得,这时我们只有隔离其中一物体,将所求力转化成外力,方能解出。  
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考点分析:
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某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接另一端跨过定滑轮挂上砝码盘,实验时,调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出).

(1)该实验中小车所受的合力________ (填“等于”或“不等于”)力传感器的示数,该实验是否________(填”需要”或”不需要”) 满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量 (2)实验获得以下测量数据:小车、传感器和挡光板的总质量M,挡光板的宽度d,光电门1和2的中心距离为s. 某次实验过程:力传感器的读数为F,小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t 1 、t 2 (小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则该实验要验证的式子是___________________.

 

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如图所示,某同学在探究“合力与分力关系”的实验中,步骤如下:

A.把橡皮筋的上端固定在A点。 B.第一次用一个测力计将橡皮筋的下端拉到O点,记下O点的位置和测力计的拉力F的大小。 C.第二次用两个测力计沿AB线对称的拉橡皮筋的下端至O点,记下测力计的拉力F 1 、F 2 的大小和夹角θ。    (1)两次都要求将橡皮筋的下端拉到同一位置O点,是利用合力和分力的 __________关系。 (2)如果用两测力计向下拉橡皮筋的下端至O点,而两测力计不是沿AB线对称的方向,将____________________________(填“会”或“不会”)影响实验结果。

 

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科学探究活动通常包括以下环节:提出问题,作出假设,制定计划,搜集证据,评估交流等.一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下:

A.有同学认为:运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关.

B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象,用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律,以验证假设.

C.在相同的实验条件下,同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下表中,如下图 (a)是对应的位移时间图线.然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落,分别测出它们的速度时间图线,如下图 (b)中图线1、2、3、4、5所示.

时间(s)

下落距离(m)

0.0

0.000

0.4

0.036

0.8

0.469

1.2

0.957

1.6

1.447

2.0

X

 

 

D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,证实了他们的假设.回答下列提问:

(1)与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是____________

(2)图(a)中的AB段反映了运动物体在做____________运动,表中X处的值为____________.

(3)图 (b)中各条图线具有共同特点,“小纸杯”在下落的开始阶段做____________运动,最后“小纸杯”做____________运动.

(4)比较图(b)中的图线1和5,指出在1.0~1.5s时间段内,速度随时间变化关系的差异:____________________________________.

 

 

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如图所示,给出了汽车从A点出发到B点做直线运动的v-t图象,根据图象填空.

(1)在0~40 s内汽车做_________运动,加速度是___________.

(2)在40~120 s内汽车做_________运动,加速度是___________.

(3)在120~200 s内汽车做__________运动,加速度是___________,发生的位移是________.

(4)由图中得到汽车从O点开始到速度大小为10 m/s时所需的时间是__________.

 

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自由落体运动是(  )。

A. 物体不受任何力的运动

B. 物体在真空中的运动

C. 加速度为重力加速度 g 的下落运动

D. 初速度为零,加速度为 g 的竖直下落运动

 

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