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(10分)在如圖的裝置中，兩個光滑的定滑輪的半徑很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的傾角為θ＝30°.用一根跨過定滑輪的細繩連接甲、乙兩物體，把甲物體放在斜面上且連線與斜面平行，把乙物體懸在空中，并使懸線拉直且偏離豎直方向α＝60°.現同時釋放甲、乙兩物體，乙物體將在豎直平面內振動，當乙物體運動經過最高點和最低點時，甲物體在斜面上均恰好未滑動．已知乙物體的質量為m＝1 kg，若取重力加速度g＝10 m/s2.試求：

 

(1)乙物體運動經過最高點和最低點時懸繩的拉力大��；

(2)甲物體的質量及斜面對甲物體的最大靜摩擦力．

 

【答案】

(1)5 N　20 N　(2)2.5 kg　7.5 N

【解析】

試題分析：(1)設乙物體運動到最高點時，繩子上的彈力為FT1

對乙物體FT1＝mgcosα＝5 N

當乙物體運動到最低點時，繩子上的彈力為FT2

對乙物體由機械能守恒定律：mgl(1－cosα)＝mv2

又由牛頓第二定律：FT2－mg＝m

得：FT2＝mg(3－2cosα)＝20 N.

(2)設甲物體的質量為M，所受的最大靜摩擦力為Ff，

乙在最高點時甲物體恰好不下滑，有：Mgsinθ＝Ff＋FT1

得：Mgsinθ＝Ff＋mgcosα

乙在最低點時甲物體恰好不上滑，有：

Mgsinθ＋Ff＝FT2

得：Mgsinθ＋Ff＝mg(3－2cosα)

可解得：M＝＝2.5 kg

Ff＝mg(1－cosα)＝7.5 N.

考點：共點力平衡，力的合成與分解

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

某同學想測量某導電溶液的電阻率，先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極（接觸電阻不計），兩電極相距L=0.700m，其間充滿待測的導電溶液．（如圖1）
用如下器材進行測量：
電壓表（量程l5V，內阻約30kΩ）；    電流表（量程300μA，內約50Ω）；
滑動變阻器（10Ω，1A）；             電池組（電動勢E=12V，內阻r=6Ω）；
單刀單擲開關一個、導線若干．
下表是他測量通過管中導電液柱的電流及兩端電壓的實驗數據．實驗中他還用20分度的游標卡尺9測量了玻璃管的內徑，結果如圖2所示．
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240

根據以上所述請回答下面的問題：
①玻璃管內徑d的測量值為
30.75mm
30.75mm
mm；
②該同學根據上面表格中的數據描在如圖3坐標中，作出了U-I圖象，并根據圖象求出電阻R=4.4×104～4.8×104Ω從而算出了導電溶液的電阻率，請你在（圖l）中補畫出未連接的導線．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學想測量某導電溶液的電阻率，先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極（接觸電阻不計），兩電極相距L=0.700m，其間充滿待測的導電溶液．用如下器材進行測量：
電壓表（量程l5V，內阻約30kΩ）；
電流表（量程300μA，內約50Ω）；
滑動變阻器（10Ω，1A）；
電池組（電動勢12v，內阻r=6Ω）；
單刀單擲開關一個、導線若干．
下表是他測量通過管中導電液柱的電流及兩端電壓的實驗數據．實驗中他還用20分度的游標卡尺測量了玻璃管的內徑，結果如圖2所示
U
V
 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I
μA
 0 22 65 109 155 175 240

根據以上所述請回答下面的問題：
（1）玻璃管內徑d的測量值為
30.75
30.75
mm；
（2）根據表1數據在圖3坐標中已描點，請作出U-I圖象，根據圖象求出電阻R=
4.6×104
4.6×104
Ω（保留兩位有效數字）；
（3）計算導電溶液的電阻率表達式是ρ=
πRd
2
 
4L
πRd
2
 
4L
 （用R、d、L表示）
（4）請在（圖l）中補畫出未連接的導線．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（Ⅰ）一物理興趣小組利用學校實驗室的數字實驗系統(tǒng)探究物體作圓周運動時向心力與角速度、半徑的關系．
實驗序號 1 2 3 4 5 6 7 8
F/N 2.42 1.90 1.43 0.97 0.76 0.50 0.23 0.06
ω/rad?s-1 28.8 25.7 22.0 18.0 15.9 13.0 8.5 4.3
①首先，他們讓一砝碼做半徑r為0.08m的圓周運動，數字實驗系統(tǒng)通過測量和計算得到若干組向心力F和對應的角速度ω，如下表．請你根據表中的數據在圖甲上繪出F-ω的關系圖象．

②通過對圖象的觀察，興趣小組的同學猜測F與ω2成正比．你認為，可以通過進一步轉換，做出
F-ω2
F-ω2
關系圖象來確定他們的猜測是否正確．
③在證實了F∝ω2之后，他們將砝碼做圓周運動的半徑r再分別調整為0.04m、0.12m，又得到了兩條F-ω圖象，他們將三次實驗得到的圖象放在一個坐標系中，如圖乙所示．通過對三條圖象的比較、分析、討論，他們得出F∝r的結論，你認為他們的依據是
做一條平行與縱軸的輔助線，觀察和圖象的交點中力的數值之比是否為1：2：3
做一條平行與縱軸的輔助線，觀察和圖象的交點中力的數值之比是否為1：2：3
．
④通過上述實驗，他們得出：做圓周運動的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數學關系式是F=kω2r，其中比例系數k的大小為
0.037
0.037
．（計算結果取2位有效數字）
（Ⅱ）某同學想測量某導電溶液的電阻率，先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極（接觸電阻不計），兩電極相距L=0.700m，其間充滿待測的導電溶液．
用如下器材進行測量：
電壓表（量程l5V，內阻約30kΩ）； 電流表（量程300μA，內阻約50Ω）；
滑動變阻器（10Ω，1A）；          電池組（電動勢E=12V，內阻r=6Ω）；
單刀單擲開關一個、導線若干．
下表是他測量通過管中導電液柱的電流及兩端電壓的實驗數據．實驗中他還用20分度的游標卡尺測量了玻璃管的內徑，結果如圖2所示
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240

根據以上所述請回答下面的問題：
（1）玻璃管內徑d的測量值為
30.75
30.75
mm；
（2）根據表1數據在圖3坐標中已描點，請作出U-I圖象，根據圖象求出電阻R=
4.4×104～4.8×104
4.4×104～4.8×104
Ω（保留兩位有效數字）；
（3）計算導電溶液的電阻率表達式是ρ=
πRd
2
 
4L
πRd
2
 
4L
 （用R、d、L表示）
（4）請在（圖l）中補畫出未連接的導線．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某同學利用如圖1所示的實驗裝置來“驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機械能守恒”．
①請完善以下實驗步驟：
a．用游標卡尺測遮光條的寬度，多次測量取平均值L；
b．實驗時，先接通氣源，再調節(jié)氣墊導軌，使導軌處于水平位置；
c．將滑塊從圖示位置由靜止釋放，讀出遮光條通過光電門的時間△t；
d．計算出滑塊通過光電門的速度v=
 
（用上述測量出的物理量表示）．
②實驗中還需要測量的物理量有：鉤碼的質量m、
 
和
 
（用文字說明和相應字母表示）．
③本實驗通過比較
 
和
 
，在實驗誤差允許的范圍內相等（用測量的物理量符號表示），從而驗證了系統(tǒng)的機械能守恒．
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（2）某同學想測量某導電溶液的電阻率，先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極（接觸電阻不計），兩電極相距L=0.700m，其間充滿待測的導電溶液．用如下器材進行測量：
電壓表（量程l5V，內阻約30kΩ）；     電流表（量程300μA，內約50Ω）；
滑動變阻器（10Ω，1A）；              電池組（電動勢E=12V，內阻r=6Ω）；
單刀單擲開關一個、導線若干．
下表是測量通過管中導電液柱的電流及兩端電壓的實驗數據．實驗中用20分度的游標卡尺測量了玻璃管的內徑，結果如圖3所示．
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240
根據以上所述請回答下面的問題：
①玻璃管內徑d=
 
mm．
②請在圖2中補畫出未連接的導線．
③根據表數據在圖4坐標中已描點，請作出U-I圖象，由圖象求出電阻R=
 
Ω（結果保留2位有效數字）．
④計算該導電溶液的電阻率表達式是：ρ=
 
 （用R、d、L表示）．

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科目：高中物理 來源：2011-2012學年浙江省臨海市白云高級中學高二下學期期中考試物理卷（帶解析） 題型：實驗題

(10分) 在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時：
（1）下列給出的材料中應選擇      作為擺球與擺線，組成單擺。
A．木球       B．鐵球    Ｃ．柔軟不易伸長的絲線   Ｄ．粗棉線
（2）在測定單擺擺長時，下列的各項操作正確的是         
A．裝好單擺，抓住擺球，用力拉緊，測出擺線懸點到擺球球心之間距離
B．讓單擺自由下垂，測出擺線長度再加上擺球直徑
C．取下擺線，測出擺線長度后再加上擺球半徑
D．測出小球直徑，把單擺固定后，讓小球自然下垂，用刻度尺量出擺線的長度，再加上小球的半徑
（3）實驗測得重力加速度的值較當地重力加速度的值偏大，可能的原因是      
A．擺球的質量偏大                    B．單擺振動的振幅偏小
C．計算擺長時沒有加上擺球的半徑值     D．將實際振動次數n次誤記成（n＋1）次
（4）實驗中測量得小球的直徑的示數如左圖所示，圖中游標尺上有50個等分刻度，則小球的直徑d為      mm。用秒表記下了單擺振動50次的時間如右圖所示，由圖可讀出時間為     s。

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