题目内容

15.放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示.取重力加速度g=10m/s2.由此两图线可以得出物块(  )
A.质量为1.5kgB.与地面之间的动摩擦因数为0.2
C.在t=3s时刻韵加速度为2m/s2D.在t=3s时刻的速度为3m/s

分析 根据物块做匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,求出滑动摩擦力的大小,通过2-4s内做匀加速直线运动,结合图线求出加速度的大小,根据牛顿第二定律求出动摩擦因数的大小.

解答 解:从v-t图象中看出在4s~6s内物块做匀速运动,对应的F-t图象中F3=2N,则物块所受的滑动摩擦力为:Fμ=μmg=2N
在2s~4s内,由v-t图象可得物块的加速度为:$a=\frac{△v}{△t}=\frac{4}{2}m/{s}^{2}=2m/{s}^{2}$,
对应的F-t图象中F2=3N,根据牛顿第二定律得:F2-Fμ=ma
由上述两式代入数据可解得:m=0.5kg,μ=0.4.故A、B错误,C正确.
D、在t=3s时的速度v=at′=2×1m/s=2m/s,故D错误.
故选:C.

点评 本题考查了牛顿第二定律和图线的综合,关键理清物体的运动规律,结合牛顿第二定律进行求解,知道速度时间图线的斜率表示加速度.

练习册系列答案
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7.利用如图1实验装置探究重锤下落过程中动能与重力势能的转化问题

①实验操作步骤如下,请将步骤B补充完整:
A.按实验要求安装好实验装置.
B.使重锤靠近打点计时器,接着先接通电源,后放开纸带,打点计时器在纸带上打下一系列的点.
C.图2为一条符合实验要求的纸带,O点为打点计时器打下的第一点.分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离h1、h2、h3
②已知打点计时器的打点周期为T,重锤质量为m,重力加速度为g,结合实验中所测的h1、h2、h3可得重锤下落到B点时的速度大小为$\frac{{{h}_{3}-h}_{1}}{2T}$,纸带从O点下落到B点的过程中,重锤增加的动能为$\frac{{m({{h}_{3}-h}_{1})}^{2}}{{8T}^{2}}$,减少的重力势能为mgh2
③取打下O点时亟锤的重力势能为零,计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep0建立坐标系,横轴表示h,纵轴表示Ek和Ep,根据以上数据在图3中绘出图线I和图线II.已求得图线I斜率的绝对值k1=2.94J/m,请计算图线Ⅱ的斜率k2=2.80J/m(保留3位有效数字).重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与道锤所受重力的比值为$\frac{{{k}_{1}-k}_{2}}{{k}_{1}}$ (用k1和k2表示).
④通过对、和岣的比较分析,可获得的结论是(只要求写出一条):斜率k1表示的是重锤的重力,而k2表示的是重力和阻力的合力mg-f.

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