14.將質(zhì)量m=2kg的小物塊從斜面底端以一定的初速度沿斜面向上滑出,斜面上的速度傳感器可以在計(jì)算機(jī)屏幕上得到其速度大小隨時(shí)間的變化關(guān)系圖象如圖所示,求:
(1)物塊上滑和下滑的加速度a1、a2
(2)斜面的傾角θ及物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(3)物塊從開始到再次回到斜面底端時(shí),克服摩擦所產(chǎn)生的熱能Q.

分析 (1)根據(jù)速度時(shí)間圖線,根據(jù)圖線的斜率分別求出上滑和下滑的加速度大。
(2)根據(jù)上滑和下滑的加速度大小,根據(jù)牛頓第二定律列出表達(dá)式,從而得出斜面的傾角和摩擦因數(shù).
(3)根據(jù)v-t圖象求解走過(guò)位移,結(jié)合摩擦力做功公式求解.

解答 解:(1)物塊上滑的加速度大小a1=$\frac{△{v}_{1}}{△{t}_{1}}$=$\frac{4}{0.5}$=8m/s2
物塊下滑的加速度大小a2=$\frac{△{v}_{2}}{△{t}_{2}}$=$\frac{2}{1}$=2m/s2
(2)設(shè)物塊質(zhì)量為m,物塊與斜面間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為μ  則有:
ma1=mgsinθ+μmgcosθ                                            
ma2=mgsinθ-μmgcosθ                                             
聯(lián)立解得:θ=30°     μ=$\frac{\sqrt{3}}{5}$
(3)有圖象可得,物塊從開始到再次回到斜面底端時(shí),走過(guò)位移為,x=S=$\frac{1}{2}×4×0.5+\frac{1}{2}×2×1=2m$
根據(jù)功能關(guān)系,摩擦力做功轉(zhuǎn)化為熱量,Q=W=fx=$μmgcosθx=\frac{\sqrt{3}}{5}×2×10×\frac{\sqrt{3}}{2}×2$=12J
答:(1)物塊上滑和下滑的加速度大小分別為8m/s2、2m/s2
(2)斜面的傾角θ為30°摩擦因數(shù)=$\frac{\sqrt{3}}{5}$
(3)物塊從開始到再次回到斜面底端時(shí),克服摩擦所產(chǎn)生的熱能Q為12J.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵能夠從圖線中獲取信息,知道圖線的斜率表示加速度,圖線與時(shí)間軸所圍成的面積表示位移,摩擦力做功等于產(chǎn)生的熱量.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

14.為驗(yàn)證向心力公式,某探究小組設(shè)計(jì)了如圖所示的演示實(shí)驗(yàn),在米尺的一端鉆一個(gè)小孔,使小孔恰能穿過(guò)一根細(xì)線,線下端掛一可視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量為m.將米尺固定在水平桌面上,測(cè)量出懸點(diǎn)到鋼球的細(xì)線長(zhǎng)度l,使鋼球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓心為O,待鋼球的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后,用眼睛從米尺上方垂直于米尺往下看,讀出鋼球外側(cè)到O點(diǎn)的距離r,并用秒表測(cè)量出鋼球轉(zhuǎn)動(dòng)n圈用的時(shí)間t.則:
(1)小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T=$\frac{t}{n}$.
(2)小鋼球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F=$m\frac{4{π}^{2}r{n}^{2}}{{t}^{2}}$.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.如圖所示,虛線左側(cè)空間有一方向水平向右的勻強(qiáng)電揚(yáng),場(chǎng)強(qiáng)E=5×108N/C.足夠長(zhǎng)的光滑水平導(dǎo)軌MN部分處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,右端N與水平傳送帶平滑連接,導(dǎo)軌上放有質(zhì)量m=1.0kg、電荷量q=1×10-8C、可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電滑塊A,傳送帶長(zhǎng)L=2.0.第一次實(shí)驗(yàn)時(shí),使皮帶輪沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)傳送帶以速率v=3.0m/s勻速運(yùn)動(dòng),由靜止釋放A,A在電場(chǎng)力作用下向右運(yùn)動(dòng),以速度vA=$\sqrt{17}$m/s滑上傳送帶,并從傳送帶右端P點(diǎn)水平飛出落至地面上的Q點(diǎn),已知A與傳送帶之間的動(dòng)障擦因數(shù)μ=0.20,重力加速度g取10m/s2.求:

(1)A到達(dá)傳送帶右端P點(diǎn)時(shí)的速度大。
(2)第二次實(shí)驗(yàn)時(shí),使皮帶輪沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)傳迭帶以速率v=3.0m/s勻速運(yùn)動(dòng),調(diào)整A由靜止釋故的位置,使A仍從P點(diǎn)水平飛出落至Q點(diǎn).求A的初始位置距虛線的距離的范圍.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

2.圖甲為某物理興趣小組設(shè)計(jì)的一種電子秤結(jié)構(gòu)原理圖.其中RO為定值電阻,R是壓敏電阻,其阻值的變化范圍約為幾歐到幾十歐,通過(guò)電壓表的示數(shù)可知道物重.為了制作出可使用的電子秤,該興趣小組又設(shè)計(jì)了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)電路,用于探究壓敏電阻R隨所受壓力F的變化關(guān)系.圖乙電路中J、K處的電表可從下列實(shí)驗(yàn)器材中選擇:
電流表A1(0~0.6A,內(nèi)阻約為1Ω)
電流表A2(0~0.3A,內(nèi)阻r1=10Ω)
電壓表V(0~15V,內(nèi)阻約為5kΩ)

①為盡可能準(zhǔn)確測(cè)量電阻R,則J、K的電表應(yīng)分別是${A}_{2}^{\;}$和${A}_{1}^{\;}$(填電表字母代號(hào)).
②圖乙中,在電阻R上施加豎直向下的壓力F,當(dāng)閉合開關(guān)S時(shí).J表的示數(shù)為a,K表的示數(shù)為b,可計(jì)算出R=$\frac{{ar}_{1}^{\;}}{b-a}$.(用a、b和相關(guān)已知量符號(hào)表示)
③圖乙所示電路中,改變壓力F的大小,得到不同的R值,繪出如圖丙所示的R-F圖象,則R與F滿足的關(guān)系式
為R=-2F+16.
④在圖甲所示的電路中,已知電源電動(dòng)勢(shì)E=10.0V,電源內(nèi)阻r=1.0Ω,Ro=5.0Ω.現(xiàn)將一重物水平放置在壓敏電阻R上,當(dāng)閉合開關(guān)時(shí).電壓表示數(shù)為5.0V,則該重物重為6.0N.若考慮電壓表內(nèi)阻的影響,則物重的測(cè)量值小于(選填“大于”、“小于”或“等于”)真實(shí)值.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

9.如圖,A、B兩物體疊放在一起,由靜止釋放后沿光滑固定斜面下滑,下滑過(guò)程中A、B始終保持相對(duì)靜止,B上表面水平,則物體B的受力示意圖是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

19.如圖所示,兩條足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌水平放置導(dǎo)軌上,靜止地放置兩根質(zhì)量相同、電阻相同的導(dǎo)體棒MN和PQ,兩導(dǎo)體棒平行且垂直導(dǎo)軌,整個(gè)空間存在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),不計(jì)導(dǎo)軌電阻,現(xiàn)在導(dǎo)體棒MN上施加一恒定的水平外力F,沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是(  )
A.最終兩導(dǎo)體棒都做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.最終兩導(dǎo)體棒都做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C.導(dǎo)體棒MN上的電流一直增大
D.導(dǎo)體棒PQ上的電流先不斷增大后保持不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

6.如圖甲所示,一傾角為37°的傳送帶以恒定速度運(yùn)行,現(xiàn)將一質(zhì)量m=1kg的小物塊滑上傳送帶,物體相對(duì)地面的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示,取沿傳送帶向上為正方向,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.則下列說(shuō)法正確的是 ( 。
A.0~8s內(nèi)物體位移的大小為18m
B.物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.875
C.0~8s內(nèi)傳送帶因運(yùn)送物體而多做的功為216J
D.0~8s內(nèi)物體與傳送帶由于摩擦產(chǎn)生的熱量為70J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

3.設(shè)有钚的同位素離子${\;}_{94}^{239}$Pu靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,該粒子沿與磁場(chǎng)垂直的方向放出α粒子以后,變成鈾的一個(gè)同位素離子,同時(shí)放出能量為E=0.09MeV的光子.(普朗克常量h=6.63×10-34J•s)
(1)試寫出這一過(guò)程的核衰變方程;
(2)光子的波長(zhǎng)為多少?
(3)若不計(jì)光子的動(dòng)量,則鈾核與α粒子在該磁場(chǎng)中的回轉(zhuǎn)半徑之比Rα:RU為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

4.如圖,在水平地面上固定一傾角為θ的光滑絕緣斜面,斜面處于電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端,整根彈簧處于自然狀態(tài).一質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的滑塊從距離彈簧上端為s0處?kù)o止釋放,滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電量保持不變,設(shè)滑塊與彈簧接觸后粘在一起不分離且無(wú)機(jī)械能損失,物體剛好返回到s0段中點(diǎn),彈簧始終處在彈性限度內(nèi),重力加速度為g.則( 。
A.滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經(jīng)歷的時(shí)間為t1=$\sqrt{\frac{2m{s}_{0}}{qE+mgsinθ}}$
B.滑塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能等于(mgsinθ+qE)($\frac{mgsinθ+qE}{k}$+s0
C.彈簧的最大彈性勢(shì)能為(mgsinθ+qE)s0
D.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中滑塊與彈簧系統(tǒng)機(jī)械能和電勢(shì)能的總和始終保持不變

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同步練習(xí)冊(cè)答案