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某同学设计了一个粗测玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时的速度的实验。所用器材有:玩...

某同学设计了一个粗测玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时的速度的实验。所用器材有:玩具小车可视为质点、压力式托盘秤、凹形桥模拟器圆弧部分的半径为R=020m。将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图所示,托盘秤的示数为100kg;将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数为140kg;将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数为180kg,凹形桥模拟器与托盘间始终无相对滑动。取重力加速度g=10 m/s2,求:

1玩具小车的质量m;

2玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时对其压力的大小F;

3玩具小车经过最低点时速度的大小v。

 

(1)0.40kg;(2)8.0N;(3)1.4m/s。 【解析】 试题分析:(1)由题中数据可知小车的质量m =1.40kg-1.00kg =0.40kg (2分) (2)由题中数据可知凹形桥模拟器的质量m0 =1.00kg ① 设秤盘对凹形桥模拟器的支持力为N支,凹形桥模拟器对秤盘的压力为N压,根据力的平衡条件,对凹形桥模拟器有: F + m0g = N支 ② 根据牛顿第三定律可得:N支= N压 ③ 而N压 = m示g ④ 其中,m示=1.80kg 联立①②③④式并代入相关数据可得:F=8.0N (3分) (3)小车通过最低点时,凹形桥模拟器对小车的支持力F´与小车重力的合力提供向心力,有: ⑤ 根据牛顿第三定律可得:F´= F ⑥ 联立⑤⑥式并代入相关数据可得:v=1.4m/s (3分) 考点:牛顿运动定律。  
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考点分析:
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如图所示,光滑水平冰面上固定一足够长的光滑斜面体,其底部与水平面相切,左侧有一滑块和一小孩站在冰车上处于静止状态。在某次滑冰游戏中,小孩将滑块以相对冰面v1=4 m/s的速度向右推出,已知滑块的质量m1=10 kg,小孩与冰车的总质量m2=40 kg,小孩与冰车始终无相对运动,取重力加速度g=10 m/s2,求:

1推出滑块后小孩的速度大小v2

2滑块在斜面体上上升的最大高度H;

3小孩推出滑块的过程中所做的功W。

 

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射击时枪筒固定,燃气推动子弹加速运动。如果把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动,子弹的加速度a=5×105 m/s2,质量m=1×10-2 kg,枪筒长x=064 m,阻力不计。求子弹:

1射出枪口时速度的大小v;

2所受推力的大小F。

 

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某同学利用如图甲所示的实验装置探究合力做功与动能变化之间的关系。

1除了图示的实验器材,下列器材中还必须使用的是     

A直流电源           B刻度尺

C秒表               D天平含砝码

2实验中需要通过调整木板倾斜程度以平衡摩擦力,目的是     

A为了使小车能做匀加速运动

B为了增大绳子对小车的拉力

C为了使绳子对小车做的功等于合外力对小车做的功

3为了使绳子的拉力约等于钩码的总重力,需要确保钩码的总质量远远小于小车的质量。实验时,先接通电源,再释放小车,得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个计数点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为sA、sB、sC,相邻计数点间的时间间隔为T,已知当地重力加速度为g,实验时钩码的总质量为m,小车的质量为M。从O到B的运动过程中,拉力对小车做功W=      ,小车动能变化量ΔEk=     

4另一位同学在本实验中,也平衡了摩擦力,并打出了一条纸带,但钩码的总质量m没有远远小于小车的质量M,在处理数据时,他仍然取绳子的拉力约等于钩码的总重力。该同学采用图像法进行数据分析:在纸带上选取多个计数点,测量起始点O到每个计数点的距离,并计算出每个计数点对应的小车速度v以及从O点到该计数点对应的过程中绳子拉力所做的功W,描绘出v2-W图像。请你根据所学的知识分析说明:该同学所描绘的v2-W图像应当是直线还是曲线不考虑空气阻力影响

 

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小芳和小强两位同学采用了不同的实验方案来研究平抛运动。

1小芳同学利用如图甲所示的装置进行实验。下列说法正确的是________。

A应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放

B斜槽轨道必须光滑

C斜槽轨道的末端必须保持水平

D本实验必需的器材还有刻度尺和秒表

2小强同学利用频闪照相的方式研究平抛运动。图乙是在每小格的边长为5cm的背景下拍摄的频闪照片,不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2。则照相机两次闪光的时间间隔Δt=____s,小球被抛出时的水平速度v=_____m/s。

 

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某同学利用图甲所示的装置探究弹簧弹力和伸长的关系。

       

1该同学将弹簧的上端与刻度尺的零刻度对齐,读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值,然后在弹簧下端挂上钩码,并逐个增加钩码,依次读出指针所指刻度尺的刻度值,所读数据列表如下设弹簧始终未超过弹性限度,取重力加速度g=980m/s2

 

1

2

3

4

5

6

钩码质量m/g

0

30

60

90

120

150

刻度尺读数x/cm

600

 

838

946

1062

1180

在图甲中,挂30g钩码时刻度尺的读数为________ cm。

2如图乙所示,该同学根据所测数据,建立了x-m坐标系,并描出了5组测量数据,请你将第2组数据描在坐标纸上用“+”表示所描的点,并画出x-m的关系图线。

3根据x-m的关系图线可得该弹簧的劲度系数约为________N/m结果保留3位有效数字

 

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