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某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系,选取的实验装置如图甲所示.实验...

某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系,选取的实验装置如图甲所示.实验主要步骤如下:

①实验时,在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起,不断调整使木板倾斜合适的角度,轻推小车,使小车匀速下滑,这样做的目的是______________________________

②使小车在一条橡皮筋的作用下由某位置静止弹出沿木板滑行,橡皮筋对小车做功为W;再用完全相同的2条、3条……橡皮筋同时作用于小车,每次均由静止在__________(填“相同”或“不同”)位置释放小车,使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W、……

③分析打点计时器打出的纸带,分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3、……,作出W-v图象,则下列符合实际的图象是__________(填字母序号)

 

①平衡摩擦力 ②相同 ③ D 【解析】①小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,故可以将长木板的一段垫高平衡小车所受的摩擦力,让物块重力沿斜面的分力与摩擦力平衡,即mgsinθ=μmgcosθ; ②橡皮条拉力是变力,采用倍增法增加功;即使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出,这时橡皮筋对小车做的功为W,再用完全相同的2条、3条…橡皮筋作用于小车,每次由静止释放小车时橡皮筋的伸长量都相同,使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W…,即每次由静止在相同位置释放小车; ③功与速度的平方相对应,所以图象为抛物线,D正确.故选D. 点睛:本题以探究做功和速度关系为实验命题背景考查学生对实验数据的处理和对结论的分析和评价能力,本题采用倍增法增加橡皮条的功,巧妙解决了变力做功的测量困难,注意要平衡摩擦力.  
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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005 s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98 m/s2,小球质量m02 kg,结果保留三位有效数字):

时刻
 

t2
 

t3
 

t4
 

t5
 

速度(m/s
 

559
 

508
 

458
 


 

 

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t2t5时间内,重力势能增量ΔEp________J,动能减少量ΔEk________J

在误差允许的范围内,若ΔEpΔEk近似相等,从而验证了机械能守恒定律。

 

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如图所示,固定于竖直面内的粗糙斜杆,与水平方向夹角为30°,质量为m的小球套在杆上,在大小不变的拉力F作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端.已知小球与斜杆之间的动摩擦因数为μ=,关于拉力F的大小和F的做功情况,下列说法正确的是(    )

A. 当α=30°时,拉力F最小    B. 当α=60°时,拉力F做功最小

C. 当α=30°时,拉力F最小    D. 当α=60°时,拉力F做功最小

 

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如图所示为汽车的加速度和车速倒数1/v的关系图像.若汽车质量为2×103kg,它由静止开始沿平直公路行驶,且行驶中阻力恒定,最大车速为30 m/s,则( )

A. 汽车所受阻力为2×103N

B. 汽车在车速为15m/s时,功率为6×104W

C. 汽车匀加速的加速度为3m/s2

D. 汽车匀加速所需时间为5s

 

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如图所示,长为2L的轻杆上端固定一质量为m的小球,下端用光滑铰链连接于地面上的O点,杆可绕O点在竖直平面内自由转动,定滑轮固定于地面上方L处,到O点的水平距离为,电动机由跨过定滑轮且不可伸长的绳子与杆的中点相连,启动电动机,杆从虚线位置绕O点逆时针倒向地面,假设从的过程中,杆做匀速转动(设杆与水平的夹角为α),已知重力加速度为g,则在此过程中(  )

A. 在前一半路程电动机对杆做的功比在后一半路程少

B. 电动机的输出功率先增大后减小

C. 杆对小球的作用力最大时,绳子对杆的拉力大小为4mg

D. 时绳子对杆的拉力大小为mg

 

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在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B,它们的质量分别为3m和2m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现用一沿斜面方向的恒力拉物块A使之沿斜面向上运动,当B刚离开C时,A的速度为v,加速度方向沿斜面向上、大小为a,则(  )

A. B刚离开C时,恒力对A做功的功率为

B. 从静止到B刚离开C的过程中,重力对A做的功为

C. 从静止到B刚离开C的过程中,A发生的位移为

D. 当A的速度达到最大时,B的加速度大小为

 

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