题目内容
【题目】如图所示,水平地面AB长为2m,BC部分为减速缓冲区,地面由特殊材料铺设而成,在地面A端放上质量的箱子可视为质点,并给箱子持续施加与水平方向成的斜向下推力后,箱子由静止开始运动。已知箱子与AB地面间的动摩擦因数取,
求箱子由A运动到B过程的加速度大小;
求箱子由A运动到B所用的时间;
若箱子与BC间的动摩擦因数式中L为箱子在BC面上所处的位置离B端的距离,则箱子沿水平面运动到距离B点多远时速度最大?
【答案】(1) (2)1s (3)1m
【解析】
对箱子在AB上运动进行受力分析,由牛顿第二定律求得加速度;
根据匀加速直线运动规律,由位移、加速度求得运动时间;
分析箱子受力变化得到加速度变化,从而判断速度最大的时刻,然后由受力平衡求得摩擦力,即可求得距离。
箱子在AB上受推力、重力、支持力、摩擦力作用,由牛顿第二定律可得:,所以,箱子由A运动到B过程的加速度大小
;
箱子由A运动到B过程做匀加速直线运动,故有,
所以,运动时间;
在BC上,箱子对地面的压力,当时,摩擦力,故箱子加速运动;
随着箱子向右运动,L增大,动摩擦因数增大,摩擦力增大,故箱子先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动;
当摩擦力等于F的水平分量时,速度最大,故有:,所以,;
【题目】硅光电池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件.某实验小组设计如图10甲所示电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性.图中电压表V1量程选用3 V,内阻为6.0 kΩ;电压表V2量程选用15 V,内阻约为 30 kΩ;R0为保护电阻;直流电源电动势E约为12 V,内阻不计.
①根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路________.
②用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示数U1、U2.
(ⅰ)某次测量时,电压表V1示数如图丙,
则U1=______ V,可算出通过硅光电池的反向电流大小为________ mA(保留两位小数).
(ⅱ)该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix(表中“-”表示反向),并在坐标纸上建立IxUx坐标系,标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点.请你标出余下的4个坐标点,并绘出Ix-Ux图线______.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
U1/V | 0.00 | 0.00 | 0.06 | 0.12 | 0.24 | 0.42 | 0.72 | 1.14 | 1.74 |
U2/V | 0.0 | 1.0 | 2.1 | 3.1 | 4.2 | 5.4 | 6.7 | 8.1 | 9.7 |
Ux/V | 0.0 | -1.0 | -2.0 | -3.0 | -4.0 | -5.0 | -6.0 | -7.0 | -8.0 |
Ix/mA | 0.00 | 0.00 | -0.01 | -0.02 | -0.04 | -0.07 | -0.12 | -0.19 | -0.29 |
(ⅲ)由IxUx图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,Ix与Ux成_______________ (填“线性”或“非线性”)关系.