如圖甲在水平地面上放置一個質(zhì)量為m=4kg的物體,讓其從靜止開始在水平推力作用下運(yùn)動,推力F隨位移x變化的圖象如圖乙所示,已知物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,g=10m/s2.則
(1)物體運(yùn)動過程中物體的最大加速度am為多少?
(2)在距出發(fā)點(diǎn)什么位置時物體的速度達(dá)到最大vm?
(3)辨析題:物體在水平面上運(yùn)動的最大位移是多少?
某同學(xué)解答如下:設(shè)物體運(yùn)動的最大位移為s,根據(jù)動能定理,F(xiàn)x-μmgs=
12
mvm2-0
,把F=100N、x=12m以及其他物理量代入,由此所得結(jié)果是否正確?若正確,請求出結(jié)果;若不正確,請說明理由并給出正確的解答.
分析:(1)根據(jù)牛頓第二定律得到加速度與F的關(guān)系式,當(dāng)F最大時,加速度最大,由圖讀出F的最大值,求出最大加速度.
(2)當(dāng)推力F與滑動摩擦力大小相等時,速度最大,由圖象得到F與x的關(guān)系式,求出x.
(3)該同學(xué)不正確.一、因?yàn)榱是變力,該力的功計算錯誤.二是物體運(yùn)動到最大位移處時速度為零.根據(jù)動能定理求解.
解答:解:(1)根據(jù)牛頓第二定律  F-μmg=ma
當(dāng)推力F=100N時,物體所受合力最大,加速度最大,代入解得 a1=
F-μmg
m
=20 m/s2

(2)根據(jù)圖象可得,F(xiàn)=100-10(x-2),速度最大時,物體加速度為零,所以F=μmg代入解得 x=10m.
(3)該同學(xué)不正確,因?yàn)榱是變力,該力的功計算錯誤,另外位移最大處,物體速度應(yīng)為零,不是速度最大.
正確的解答:由圖象得
F做功為 WF=Fs1+
1
2
Fs2=100×2+
1
2
×100×10=700J

根據(jù)動能定理得
   WF-μmgs=0-0
s=
WF
μmg
=
700
0.5×4×10
=35m

即最大位移為35m.
答:
(1)物體運(yùn)動過程中物體的最大加速度am為20m/s2
(2)在距出發(fā)點(diǎn)10m時物體的速度達(dá)到最大vm
(3)物體在水平面上運(yùn)動的最大位移是35m,該同學(xué)不正確.
點(diǎn)評:本題是牛頓第二定律、動能定理的綜合應(yīng)用,力F做功可由F-x圖象的“面積”求解.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)某同學(xué)用如圖所示的裝置做“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn).先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù)10次;再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置,讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下,和b球相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次.
①本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有
BE
BE
;
A.斜槽軌道末端到水平地面的高度H
B.小球a、b的質(zhì)量ma、mb
C.小球a、b的半徑r
D.小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間t
E.記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC
F.a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,ma
大于
大于
mb(填“大于”、“小于”或“等于”);
③放上被碰小球后,兩小球碰后是否同時落地?如果不是同時落地,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒有影響?(不必作分析)
b球先落地,對結(jié)果無影響
b球先落地,對結(jié)果無影響
;
④為測定未放小球b時,小球a落點(diǎn)的平均位置,把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點(diǎn)對齊,如圖給出了小球a落點(diǎn)附近的情況,由圖可得OB距離應(yīng)為
45.95±0.02
45.95±0.02
cm;
⑤按照本實(shí)驗(yàn)方法,驗(yàn)證動量守恒的驗(yàn)證式是
m
 
a
OB
=
m
 
a
OA
+
m
 
b
OC
m
 
a
OB
=
m
 
a
OA
+
m
 
b
OC

m
 
a
(OB-OA)
=
m
 
b
OC
m
 
a
(OB-OA)
=
m
 
b
OC

(2)某同學(xué)測量一只未知阻值的電阻.
①他先用萬用表初步測量,將選擇開關(guān)旋至“×10”檔,進(jìn)行歐姆調(diào)零后進(jìn)行測量,結(jié)果如圖甲所示.其阻值為
1000
1000
.為了使測量的結(jié)果更精確些,選擇開關(guān)應(yīng)調(diào)到
×100
×100
檔;
②若該同學(xué)再用“伏安法”測量該電阻,所用器材如圖乙所示,其中電壓表內(nèi)阻約為5kΩ,電流表內(nèi)阻約為5Ω,滑動變阻器阻值為50Ω.圖中部分連線已經(jīng)連接好,為了盡可能準(zhǔn)確地測量,請你完成其余的連線;用此種方法測得的電阻值將
大于
大于
(填“大于”、“小于”或“等于”)被測電阻的實(shí)際阻值.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)在“探究碰撞中的守恒量”的實(shí)驗(yàn)中,也可以探究“mv2”這個量(對應(yīng)于動能)的變化情況.
①若采用弓形彈片彈開滑塊的方案,如圖1甲所示,彈開后的mv2的總量
 
彈開前mv2的總量(填大于、等于或小于),這是因?yàn)?!--BA-->
 

②若采用圖1中乙圖的方案,碰撞前mv2的總量
 
碰后mv2的總量(填大于、等于或小于),說明彈性碰撞中
 
守恒.
③若采用圖中1丙圖的方案,碰撞前mv2的總量
 
碰后mv2的總量(填大于、等于或小于),說明非彈性碰撞中存在
 
損失.
(2)某同學(xué)用圖2所示的裝置做“驗(yàn)證動量守恒定律”的實(shí)驗(yàn).先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù)10次;再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端靜止放置,讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下,和b球相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次.
①本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有
 
;
A.斜槽軌道末端到水平地面的高度H
B.小球a、b的質(zhì)量ma、mb
C.小球a、b的半徑r
D.小球a、b離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間t
E.記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC
F.a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,ma
 
mb(填“大于”、“小于”或“等于”);
③放上被碰小球后,兩小球碰后是否同時落地?如果不是同時落地,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒有影響?(不必作分析)
 

④為測定未放小球b時,小球a落點(diǎn)的平均位置,把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點(diǎn)對齊,下圖給出了小球a落點(diǎn)附近的情況,由圖3可得OB距離應(yīng)為
 
 cm;
⑤按照本實(shí)驗(yàn)方法,驗(yàn)證動量守恒的驗(yàn)證式是
 

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科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年江蘇省泰州中學(xué)高二下學(xué)期期中考試物理試卷(帶解析) 題型:實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)用如圖(甲)裝置做《探究碰撞中的不變量》實(shí)驗(yàn)。先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù)10次;再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止,讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下和b球相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次。已知小球a的質(zhì)量大于小球b的質(zhì)量。
15.
(1)本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有以下哪些       
A.斜槽軌道末端到水平地面的高度H;
B.小球a、b的質(zhì)量ma、mb;
C.小球a、b 離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間t;
D.記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離;
E.a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h;
(2)為測定未放被碰小球時,小球a落點(diǎn)的平均位置,把刻度尺的零刻線跟記錄紙上的O點(diǎn)對齊,(乙)圖給出了小球a落點(diǎn)的情況,由圖(乙)可得距離應(yīng)為     cm。
(3)由實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù),如果滿足等式       ,那么我們認(rèn)為在碰撞中系統(tǒng)的動量是不變的。

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科目:高中物理 來源:2014屆廣東省高二下學(xué)期期中理綜物理試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題

(18分)、某同學(xué)用如圖甲裝置做驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn).先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù)10次;再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止,讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下,和b球相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次.從左向右依次是ABC點(diǎn)。

 

⑴本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有以下哪些_____________.

A.斜槽軌道末端到水平地面的高度H 

B.小球a、b的質(zhì)量ma、mb  

C.小球a、b的半徑r 

D.小球a、b 離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間t

E.記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OA、OB、OC  

F.a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h

⑵小球a、b的質(zhì)量ma、mb應(yīng)該滿足什么關(guān)系?為什么?

_________________________________________________________________。

⑶放上被碰小球后,兩小球碰后是否同時落地?如果不是同時落地,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有沒有影響?為什么? _________________________________________________________________。

這時小球a、b的落地點(diǎn)依次是圖中水平面上的_____點(diǎn)和_____點(diǎn).

⑷為測定未放被碰小球時,小球a落點(diǎn)的平均位置,把刻度尺的零刻線跟記錄紙上的O點(diǎn)對齊,圖乙給出了小球a落點(diǎn)附近的情況,由圖可得OB距離應(yīng)為__________cm.

⑸按照本實(shí)驗(yàn)方法,驗(yàn)證動量守恒的驗(yàn)證式是______________.

 

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科目:高中物理 來源:2013屆江蘇省高二下學(xué)期期中考試物理試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題

13. 某同學(xué)用如圖(甲)裝置做《探究碰撞中的不變量》實(shí)驗(yàn)。先將a球從斜槽軌道上某固定點(diǎn)處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復(fù)10次;再把同樣大小的b球放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止,讓a球仍從原固定點(diǎn)由靜止開始滾下和b球相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復(fù)10次。已知小球a的質(zhì)量大于小球b的質(zhì)量。

14.

(1)本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有以下哪些        。

A.斜槽軌道末端到水平地面的高度H;

B.小球a、b的質(zhì)量ma、mb;

C.小球a、b 離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間t;

D.記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離、;

E.a(chǎn)球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h;

(2)為測定未放被碰小球時,小球a落點(diǎn)的平均位置,把刻度尺的零刻線跟記錄紙上的O點(diǎn)對齊,(乙)圖給出了小球a落點(diǎn)的情況,由圖(乙)可得距離應(yīng)為      cm。

(3)由實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù),如果滿足等式        ,那么我們認(rèn)為在碰撞中系統(tǒng)的動量是不變的。

 

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