(10分)在如圖的裝置中,兩個(gè)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(xì)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(xiàn)同時(shí)釋放甲、乙兩物體,乙物體將在豎直平面內(nèi)振動(dòng),當(dāng)乙物體運(yùn)動(dòng)經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí),甲物體在斜面上均恰好未滑動(dòng).已知乙物體的質(zhì)量為m=1 kg,若取重力加速度g=10 m/s2.試求:

 

(1)乙物體運(yùn)動(dòng)經(jīng)過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)懸繩的拉力大小;

(2)甲物體的質(zhì)量及斜面對(duì)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(shè)乙物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),繩子上的彈力為FT1

對(duì)乙物體FT1=mgcosα=5 N

當(dāng)乙物體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),繩子上的彈力為FT2

對(duì)乙物體由機(jī)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(shè)甲物體的質(zhì)量為M,所受的最大靜摩擦力為Ff,

乙在最高點(diǎn)時(shí)甲物體恰好不下滑,有:Mgsinθ=Ff+FT1

得:Mgsinθ=Ff+mgcosα

乙在最低點(diǎn)時(shí)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

Ffmg(1-cosα)=7.5 N.

考點(diǎn):共點(diǎn)力平衡,力的合成與分解

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

某同學(xué)想測(cè)量某導(dǎo)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(gè)電極(接觸電阻不計(jì)),兩電極相距L=0.700m,其間充滿待測(cè)的導(dǎo)電溶液.(如圖1)
用如下器材進(jìn)行測(cè)量:
電壓表(量程l5V,內(nèi)阻約30kΩ);    電流表(量程300μA,內(nèi)約50Ω);
滑動(dòng)變阻器(10Ω,1A);             電池組(電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻r=6Ω);
單刀單擲開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干.
下表是他測(cè)量通過管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)中他還用20分度的游標(biāo)卡尺9測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)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(jù)以上所述請(qǐng)回答下面的問題:
①玻璃管內(nèi)徑d的測(cè)量值為
30.75mm
30.75mm
mm;
②該同學(xué)根據(jù)上面表格中的數(shù)據(jù)描在如圖3坐標(biāo)中,作出了U-I圖象,并根據(jù)圖象求出電阻R=4.4×104~4.8×104Ω從而算出了導(dǎo)電溶液的電阻率,請(qǐng)你在(圖l)中補(bǔ)畫出未連接的導(dǎo)線.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

某同學(xué)想測(cè)量某導(dǎo)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(gè)電極(接觸電阻不計(jì)),兩電極相距L=0.700m,其間充滿待測(cè)的導(dǎo)電溶液.用如下器材進(jìn)行測(cè)量:
電壓表(量程l5V,內(nèi)阻約30kΩ);
電流表(量程300μA,內(nèi)約50Ω);
滑動(dòng)變阻器(10Ω,1A);
電池組(電動(dòng)勢(shì)12v,內(nèi)阻r=6Ω);
單刀單擲開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干.
下表是他測(cè)量通過管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)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(jù)以上所述請(qǐng)回答下面的問題:
(1)玻璃管內(nèi)徑d的測(cè)量值為
30.75
30.75
mm;
(2)根據(jù)表1數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)中已描點(diǎn),請(qǐng)作出U-I圖象,根據(jù)圖象求出電阻R=
4.6×104
4.6×104
Ω(保留兩位有效數(shù)字);
(3)計(jì)算導(dǎo)電溶液的電阻率表達(dá)式是ρ=
πRd
2
 
4L
πRd
2
 
4L
 (用R、d、L表示)
(4)請(qǐng)?jiān)冢▓Dl)中補(bǔ)畫出未連接的導(dǎo)線.

查看答案和解析>>

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(xué)校實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力與角速度、半徑的關(guān)系.
實(shí)驗(yàn)序號(hào) 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(yùn)動(dòng),數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)通過測(cè)量和計(jì)算得到若干組向心力F和對(duì)應(yīng)的角速度ω,如下表.請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖甲上繪出F-ω的關(guān)系圖象.

②通過對(duì)圖象的觀察,興趣小組的同學(xué)猜測(cè)F與ω2成正比.你認(rèn)為,可以通過進(jìn)一步轉(zhuǎn)換,做出
F-ω2
F-ω2
關(guān)系圖象來確定他們的猜測(cè)是否正確.
③在證實(shí)了F∝ω2之后,他們將砝碼做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r再分別調(diào)整為0.04m、0.12m,又得到了兩條F-ω圖象,他們將三次實(shí)驗(yàn)得到的圖象放在一個(gè)坐標(biāo)系中,如圖乙所示.通過對(duì)三條圖象的比較、分析、討論,他們得出F∝r的結(jié)論,你認(rèn)為他們的依據(jù)是
做一條平行與縱軸的輔助線,觀察和圖象的交點(diǎn)中力的數(shù)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(diǎn)中力的數(shù)值之比是否為1:2:3

④通過上述實(shí)驗(yàn),他們得出:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的向心力F與角速度ω、半徑r的數(shù)學(xué)關(guān)系式是F=kω2r,其中比例系數(shù)k的大小為
0.037
0.037
.(計(jì)算結(jié)果取2位有效數(shù)字)
(Ⅱ)某同學(xué)想測(cè)量某導(dǎo)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(gè)電極(接觸電阻不計(jì)),兩電極相距L=0.700m,其間充滿待測(cè)的導(dǎo)電溶液.
用如下器材進(jìn)行測(cè)量:
電壓表(量程l5V,內(nèi)阻約30kΩ); 電流表(量程300μA,內(nèi)阻約50Ω);
滑動(dòng)變阻器(10Ω,1A);          電池組(電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻r=6Ω);
單刀單擲開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干.
下表是他測(cè)量通過管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)中他還用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)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(jù)以上所述請(qǐng)回答下面的問題:
(1)玻璃管內(nèi)徑d的測(cè)量值為
30.75
30.75
mm;
(2)根據(jù)表1數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)中已描點(diǎn),請(qǐng)作出U-I圖象,根據(jù)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(shù)字);
(3)計(jì)算導(dǎo)電溶液的電阻率表達(dá)式是ρ=
πRd
2
 
4L
πRd
2
 
4L
 (用R、d、L表示)
(4)請(qǐng)?jiān)冢▓Dl)中補(bǔ)畫出未連接的導(dǎo)線.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)某同學(xué)利用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置來“驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒”.
①請(qǐng)完善以下實(shí)驗(yàn)步驟:
a.用游標(biāo)卡尺測(cè)遮光條的寬度,多次測(cè)量取平均值L;
b.實(shí)驗(yàn)時(shí),先接通氣源,再調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌,使導(dǎo)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(shí)間△t;
d.計(jì)算出滑塊通過光電門的速度v=
 
(用上述測(cè)量出的物理量表示).
②實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有:鉤碼的質(zhì)量m、
 

 
(用文字說明和相應(yīng)字母表示).
③本實(shí)驗(yàn)通過比較
 
 
,在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等(用測(cè)量的物理量符號(hào)表示),從而驗(yàn)證了系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.
精英家教網(wǎng)
(2)某同學(xué)想測(cè)量某導(dǎo)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(gè)電極(接觸電阻不計(jì)),兩電極相距L=0.700m,其間充滿待測(cè)的導(dǎo)電溶液.用如下器材進(jìn)行測(cè)量:
電壓表(量程l5V,內(nèi)阻約30kΩ);     電流表(量程300μA,內(nèi)約50Ω);
滑動(dòng)變阻器(10Ω,1A);              電池組(電動(dòng)勢(shì)E=12V,內(nèi)阻r=6Ω);
單刀單擲開關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干.
下表是測(cè)量通過管中導(dǎo)電液柱的電流及兩端電壓的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)中用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量了玻璃管的內(nèi)徑,結(jié)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(jù)以上所述請(qǐng)回答下面的問題:
①玻璃管內(nèi)徑d=
 
mm.
②請(qǐng)?jiān)趫D2中補(bǔ)畫出未連接的導(dǎo)線.
③根據(jù)表數(shù)據(jù)在圖4坐標(biāo)中已描點(diǎn),請(qǐng)作出U-I圖象,由圖象求出電阻R=
 
Ω(結(jié)果保留2位有效數(shù)字).
④計(jì)算該導(dǎo)電溶液的電阻率表達(dá)式是:ρ=
 
 (用R、d、L表示).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年浙江省臨海市白云高級(jí)中學(xué)高二下學(xué)期期中考試物理卷(帶解析) 題型:實(shí)驗(yàn)題

(10分) 在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí):
(1)下列給出的材料中應(yīng)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(cè)定單擺擺長時(shí),下列的各項(xiàng)操作正確的是         
A.裝好單擺,抓住擺球,用力拉緊,測(cè)出擺線懸點(diǎn)到擺球球心之間距離
B.讓單擺自由下垂,測(cè)出擺線長度再加上擺球直徑
C.取下擺線,測(cè)出擺線長度后再加上擺球半徑
D.測(cè)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(shí)驗(yàn)測(cè)得重力加速度的值較當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹灯,可能的原因?u>      
A.?dāng)[球的質(zhì)量偏大                    B.單擺振動(dòng)的振幅偏小
C.計(jì)算擺長時(shí)沒有加上擺球的半徑值     D.將實(shí)際振動(dòng)次數(shù)n次誤記成(n+1)次
(4)實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得小球的直徑的示數(shù)如左圖所示,圖中游標(biāo)尺上有50個(gè)等分刻度,則小球的直徑d為      mm。用秒表記下了單擺振動(dòng)50次的時(shí)間如右圖所示,由圖可讀出時(shí)間為     s。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案