20.如圖1所示,如圖表示用水平恒力F拉動水平面上的物體,使其做勻加速運動.當改變拉力的大小時,相對應(yīng)的勻加速運動的加速度a也會變化,a和F的關(guān)系如圖2所示.(最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等)

(1)圖線的斜率及延長線與橫軸的交點表示的物理意義分別是什么?
(2)根據(jù)圖線所給的信息,求物體的質(zhì)量及物體與水平面的動摩擦因數(shù).(g=10m/s2
(3)在該物體上放一個與該物體質(zhì)量相同的砝碼,保持砝碼與該物體相對靜止,其他條件不變,請在圖2的坐標上畫出相應(yīng)的a-F圖線.(不要求寫出作圖過程)

分析 (1)根據(jù)牛頓第二定律求出a和F的關(guān)系式,再分析圖線的斜率及延長線與橫軸的交點表示的物理意義.
(2)根據(jù)圖線的斜率求出物體的質(zhì)量.根據(jù)a=0時,拉力F=f=1N,然后根據(jù)f=μmg求出動摩擦因數(shù).
(3)當質(zhì)量加倍時,分析物體剛要運動時的拉力F,得到直線的斜率,即可作出a-F圖線.

解答 解:(1)由牛頓第二定律得:F-μmg=ma
有:$a=\frac{F}{m}-μg$
所以,直線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù).         
直線與橫軸交點表示物體受到的最大靜摩擦力大。   
(2)由$\frac{1}{m}=\frac{△a}{△F}=2$kg-1可得:物體的質(zhì)量m=0.5kg.     
由f=1N,且f=μmg得物體與水平面的摩擦因數(shù) $μ=\frac{1}{0.5×10}=0.2$
(3)當質(zhì)量加倍時,物體剛要運動是拉力F=2N,直線的斜率變?yōu)?kg-1.作圖如右圖所示.
答:
(1)直線的斜率等于物體質(zhì)量的倒數(shù),直線與橫軸交點表示物體受到的最大靜摩擦力大。
(2)物體的質(zhì)量為0.5kg,物體與水平面的動摩擦因數(shù)為0.2.
(3)在圖2的坐標上畫出相應(yīng)的a-F圖線如圖.

點評 解決本題的關(guān)鍵通過牛頓第二定律求出a和F的關(guān)系式a=$\frac{F-f}{m}$,知道圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù),以及知道a=0時,拉力等于摩擦力.

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15.在《驗證力的平行四邊形定則》的實驗中,提供的器材有:方木板、白紙、彈簧秤一個、橡皮筋、細繩兩條、三角板、刻度尺、圖釘(幾個)下面是主要實驗步驟:
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②用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點,在橡皮條的另一端拴上兩條細繩,細繩另一端系著繩套B、C;
③用彈簧秤勾住繩套B,用手拉住繩套C,互成角度地拉橡膠條,使橡皮條伸長,讓結(jié)點到達某一位置O;
④用鉛筆記下O點位置和兩條細繩的方向,讀出彈簧秤的讀數(shù)F1
⑤用彈簧秤鉤住繩套C,用手拉住繩套B,沿已記錄的兩細繩的方向拉橡皮條,仍使結(jié)點達到同樣位置O,讀出彈簧秤的示數(shù)F2;
⑥按照一定的標度作出兩個力F1和F2的圖示,用平行四邊形定則求出合力F;
⑦用彈簧秤,通過細繩把橡皮條的結(jié)點拉到同一結(jié)點位置O,讀出彈簧的示數(shù)F′,記下細繩的方向;
⑧比較力F′與用平行四邊形定則求得的合力F的大小和方向,看它們是否相等;
⑨改變兩個分力的大小和夾角,再做兩次實驗,得出的結(jié)論是誤差允許范圍內(nèi) F′與F大小相等,方向相同.
以上步驟中有的沒有寫全,請將不全的地方加以補充.

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5.如圖甲,已知開關(guān)閉合時靈敏電流計G指針向右偏,則當乙圖中同一靈敏電流計G指針有向左偏時,以下可能的原因是( 。
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12.214年4月20日8時02分,四川省蘆山縣境內(nèi)發(fā)生6.4級地震并引發(fā)一處泥石流.一汽車停在小山坡底,司機突然發(fā)現(xiàn)山坡上距坡底80m處的泥石流以8m/s的速度、0.5m/s2的加速度勻加速傾瀉而下,假設(shè)泥石流到達坡底后速率不變,在水平地面上做勻速直線運動,司機的反應(yīng)時間為0.5s,汽車啟動后以恒定的加速度一直做勻加速直線運動,求:
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