【題目】如圖所示,質(zhì)量為m1=1kg的小物塊P置于桌面上的A點并與彈簧的右端接觸(不拴接),輕彈簧左端固定,且處于原長狀態(tài).質(zhì)量M=3.5kg、長L=1.2m的小車靜置于光滑水平面上,其上表面與水平桌面相平,且緊靠桌子右端.小車左端放有一質(zhì)量m2=0.5kg的小滑塊Q.現(xiàn)用水平向左的推力將P緩慢推至B點(彈簧仍在彈性限度內(nèi))時,撤去推力,此后P沿桌面滑到桌子邊緣C時速度為2m/s,并與小車左端的滑塊Q相碰,最后Q停在小車的右端,物塊P停在小車上距左端0.5m處.已知AB間距離L1=5cm,AC間距離L2=90cm,P與桌面間動摩擦因數(shù)μ1=0.4,P、Q與小車表面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.1,(g取10m/s2),求:
(1)彈簧的最大彈性勢能;
(2)小車最后的速度v;
(3)滑塊Q與車相對靜止時Q到桌邊的距離.
【答案】
(1)解:設彈簧的最大彈性勢能為Epm
根據(jù)能量守恒得 ①
得 Epm=5.8J
答:彈簧的最大彈性勢能是5.8J;
(2)設物塊P與滑塊Q碰后最終與小車保持相對靜止,其共同速度為v
由動量守恒 m1vc=(m1+m2+M)v ②
v=0.4m/s
答:小車最后的速度v是0.4m/s;
(3)設物塊P與滑塊Q碰后速度分別為v1和v2,P與Q在小車上滑行距離分別為S1和S2
P與Q碰撞前后動量守恒 m1vc=m1 v1+m2 v2③
由動能定理 μ2m1gS1+μ2m2gS2= ④
由③④式聯(lián)立得 v1=1m/s
v2=2m/s
方程的另一組解:當 v2′= 時,v1′= ,v1′>v2′不合題意舍去.
設滑塊Q與小車相對靜止時到桌邊的距離為S,Q 在小車上運動的加速度為a
由牛頓第二定律﹣μ2m2g=ma
a=﹣1m/s2
由勻變速運動規(guī)律 S=
S=1.92m
答:滑塊Q與車相對靜止時Q到桌邊的距離是1.92m.
【解析】(1)彈簧彈性勢能最大時物體運動到c點,根據(jù)能量守恒求解彈簧的最大彈性勢能。
(2)物塊P與滑塊Q碰后最終與小車保持相對靜止,速度相等過程滿足動量守恒。由動量守恒求解小車最后的速度
(3)P與Q碰撞前后滿足動量守恒和能量守恒。列出等式,由動能定理求出物塊P與滑塊Q碰后速度,再由牛頓第二定律和運動學公式求解.
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【題目】如圖,一個人站在水平地面上的長木板上用力F向右推箱子,木板、人、箱子均處于靜止狀態(tài),三者的質(zhì)量均為m,重力加速度為g,則( )
A.箱子受到的摩擦力方向向右
B.地面對木板的摩擦力方向向左
C.木板對地面的壓力大小為3mg
D.若人用斜向下的力推箱子,則木板對地面的壓力會大于3mg
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【題目】甲、乙兩位同學進行百米賽跑,假如把他們的運動近似當作勻速直線運動來處理,他們同時從起跑線起跑,經(jīng)過一段時間后他們的位置如圖所示,在圖中分別作出在這段時間內(nèi)兩人運動的位移s、速度v與時間t的關(guān)系圖象,正確的是( )
A.
B.
C.
D.
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【題目】傾角為37°的光滑斜面上固定一個槽,勁度系數(shù)k=20N/m,原長l0=0.6m的輕彈簧下端與輕桿相連,開始時桿在槽外的長度l=0.3m,且桿可在槽內(nèi)移動,桿與槽間的滑動摩擦力大小F1=6N,桿與槽之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,質(zhì)量m=1kg的小車從距彈簧上端L=0.6m處由靜止釋放沿斜面向下運動.已知彈性勢能Ep= kx2 , 式中x為彈簧的形變量,g=10m/s2 , sin37°=0.6,關(guān)于小車和桿的運動情況,下列說法正確的是( )
A.小車先做勻加速運動,然后做加速度逐漸減小的變加速運動,最后做勻速直線運動
B.小車先做勻加速運動,后做加速度逐漸減小的變加速運動
C.桿剛要滑動時小車已通過的位移為0.9m
D.桿從開始運動到完全進入槽內(nèi)所用時間為0.1s
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【題目】某物理實驗小組的同學利用實驗室提供的器材測量一待測電阻的阻值.可選用的器材(代號)與規(guī)格如下:
電流表A1(量程250mA,內(nèi)阻r1為5Ω);
標準電流表A2(量程300mA,內(nèi)阻r2約為5Ω);
待測電阻R1(阻值約為100Ω);
滑動變阻器R2(最大阻值10Ω);
電源E(電動勢約為10V,內(nèi)阻r約為1Ω);
單刀單擲開關(guān)S,導線若干.
(1)要求方法簡捷,并能測多組數(shù)據(jù),請在如圖的方框中畫出實驗電路原理圖,并標明每個器材的代號.
(2)需要直接測量的物理量是 , 用測的量表示待測電阻R1的計算公式是R1= .
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【題目】某實驗小組設計了一個“驗證里的平行四邊形定則”的實驗,裝置如圖所示,在豎直放置的木板上部附近兩側(cè),固定兩個力傳感器,同一高度放置兩個定滑輪,兩根細繩跨過定滑輪分別是兩力傳感器連接,在兩細繩連接的結(jié)點O處下方懸掛鉤碼,調(diào)節(jié)兩個定滑輪的位置可以改變兩細繩間的夾角,實驗中使用若干質(zhì)量均為m的鉤碼。
(1)關(guān)于實驗,下列說法正確的是__________。
A.實驗開始前,需要調(diào)節(jié)木板使其位于豎直平面內(nèi)
B.保持兩傳感器示數(shù)大小相等
C.靜止時標記結(jié)點O的位置
D.靜止時用量角器量出繩子OA、OB之間的夾角
E.靜止時記錄鉤碼數(shù)量,力傳感器的示數(shù)和三細繩的方向
(2)固定滑輪的位置,欲利用現(xiàn)有器材,改變條件再次驗證,可采用的方法是_____________________。
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m1的物體A用細繩繞過光滑的滑輪與質(zhì)量為m2的物體B相連,連接A的細繩與水平方向的夾角為37°,此時系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),已知sin37°=0.6,cos37°=0.8, 。求:
(1)細繩對物體A的拉力大小;
(2)A物體所受 摩擦力的大小和方向;
(3)若m1=9.8kg,A與水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.3,欲使系統(tǒng)始終保持靜止,則m2最大不能超過多少?(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為=2kg的長方體形木板B靜止在足夠大的水平地面上,質(zhì)量為=lkg的木箱A靜止在木板B上,一根細直的輕繩一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木樁上,與水平面的夾角為θ=37°,己知木箱A與木板B之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5,木板B與地面之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.4,各接觸面之間最大靜摩擦力等于其滑動摩擦力。現(xiàn)用水平恒力F將木板B從木箱A下面以a=6m/s的加速度勻加速抽出。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s)試求:
(1)求此過程中輕繩上張力所的大小;
(2)求此過程中水平恒力F的大;
(3)若沒有此輕繩,仍然要將木板B從木箱A下抽出,求水平恒力F的最小值。
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【題目】如圖所示的實驗裝置可以探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系。小車上固定一個盒子,盒子內(nèi)盛有沙子。沙桶的總質(zhì)量(包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量)記為m,小車的總質(zhì)量(包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量)記為M。驗證在質(zhì)量不變的情況下,加速度與合外力成正比:先平衡摩擦力之后,掛上沙桶,從盒子中取出一些沙子,裝入沙桶中,稱量并記錄沙桶的總重力mg,將該力視為合外力F,對應的加速度a則從打下的紙帶中計算得出。多次改變合外力F的大小,每次都會得到一個相應的加速度。本次實驗中,桶內(nèi)的沙子取自小車中,故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變.以合外力F為橫軸,以加速度a為縱軸,畫出a-F圖象,圖象是一條過原點的直線。
①你認為把沙桶的總重力mg當作合外力F是否合理?答:________。(填“合理”或“不合理”)
②本次實驗中,是否應該滿足M>>m這樣的條件?
答:________(填“是”或“否”)。理由是:。
③打點計時器使用的交流電頻率f=50Hz。下圖是某同學在正確操作下獲得的一條紙帶,A、B、C、D、E每兩點之間還有4個點沒有標出。寫出用s1、s2、s3、s4以及f來表示小車加速度的計算式:a= 。根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù),算得小車的加速度大小為 m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
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