题目内容
【题目】如图所示,质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20m.用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经t=2s拉至B处.求:
(1)外力在2s时间内对物体做功的平均功率;
(2)物体与地面间的动摩擦因数μ;
(3)若保持该外力大小不变,使力与水平方向成37°斜向上拉物体,使物体从A处由静止开始运动到B处的时间?
【答案】
(1)解:根据平均功率的概念有P=
答:外力在2s时间内对物体做功的平均功率为300W;
(2)解:物体做匀加速运动:
解得
由牛顿第二定律:F﹣f=ma f=30﹣2×10N=10N
μ=
答:物体与地面间的动摩擦因数μ为0.5;
(3)解:设物体由A到B所用的时间为t,由牛顿第二定律
Fcos37°﹣f=ma
Fsin37°+N=mg
联立解得
Fcos37°﹣(mg﹣Fsin37°)=ma
a=11.5m/s2
根据运动学公式可知:
代入数据
解得:t=1.87s
答:若保持该外力大小不变,使力与水平方向成37°斜向上拉物体,使物体从A处由静止开始运动到B处的时间为1.87s
【解析】(1)根据功率的公式列式直接求解。
(2)根据匀变速直线运动规律,结合牛顿第二运动定律,列式求解。
(3)以物体为研究对象,根据牛顿第二运动定律,列式,求出物体的加速度。再结合匀变速直线运动规律,求解。
【考点精析】本题主要考查了匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系和功率的计算与测量的相关知识点,需要掌握速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值;功率的计算: P = W/tW 表示功,单位是焦(J). t表示时间 ,单位是秒(s) P表示功率,单位是瓦特(W)1 W= 1 J/s才能正确解答此题.
【题目】(1)在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,实验室提供了以下器材:电火花打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、6v以下交流电源、秒表。其中在本实验中不需要的器材是______________________。
(2)如图所示,是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程中的一条清晰纸带,打点计时器打点的时间间隔T=0.02s,将纸带上(每隔四个点图上没画出)按打点顺序依次标为A、B、C……,其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm。
下表列出了打点计时器打下B、C、E、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D点时小车的瞬时速度________。
位置 | B | C | D | E | F |
速度/(m/s-1) | 0.737 | 0.801 | 0.928 | 0.994 |
(3)以A点为计时起点,在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线________。
(4)根据你画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度a=________m/s2,方向是______(填A→B,或B→A)