题目内容

(2009?韶关二模)如图甲所示,一物块在t=0时刻,以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行,物块速度随时间变化的图象如图乙所示,t0时刻物块到达最高点,3t0时刻物块又返回底端.由此可以确定(  )
分析:速度图象与坐标轴所围“面积”等于位移,由数学知识求出位移.根据上滑与下滑的位移大小相等,可求出物块返回底端时的速度.根据动量定理分析能否求出摩擦力大小和斜面的倾角.
解答:解:A、由于下滑与上滑的位移大小相等,根据数学知识可以求出物块返回底端时的速度.设物块返回底端时的速度大小为v,则
v0t0
2
=
v?2t0
2
,得到v=
v0
2
.故A正确;
B、C、根据动量定理得:
上滑过程:-(mgsinθ+μmgcosθ)?t0=0-mv0     ①
下滑过程:(mgsinθ-μmgcosθ)?2t0=m
v0
2
      ②
由①②解得,f=μmgcosθ=3mgsinθ-
3mv0
4t0
,由于质量m未知,则无法求出f.得到sinθ=
5v0
4gt0
,可以求出斜面倾角θ故B错误,C正确;
D、3t0时间内物块克服摩擦力所做的功等于机械能的减小量,由于物体的质量未知,故无法求解机械能减小量,无法求解克服摩擦力做的功,故D错误;
故选AC.
点评:本题抓住速度图象的“面积”等于位移分析位移和物体返回斜面底端的速度大小.也可以根据牛顿第二定律和运动学结合求解f和sinθ.
练习册系列答案
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(2009?韶关二模)某探究学习小组的同学欲以右图装置中的滑块为对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
(1)你认为还需要的实验器材有
天平
天平
刻度尺
刻度尺
.(两个)
(2)实验时为了保证滑块(质量为M)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是
m<<M
m<<M
,实验时首先要做的步骤是
平衡摩擦力
平衡摩擦力

(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为
mgL=
1
2
M(v22-v12)
mgL=
1
2
M(v22-v12)
(用题中的字母表示).
(4)要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒,如果实验时所用滑块质量为M,沙及沙桶总质量为m,让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则最终需验证的数学表达式为
mgL=
1
2
(m+M)(v22-v12)
mgL=
1
2
(m+M)(v22-v12)
(用题中的字母表示).

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