题目内容
【题目】如图甲所示,水平面上有一倾角为θ的光滑斜面,斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m的小球.斜面以加速度a水平向右做匀加速直线运动,当系统稳定时,细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为T和N.若Ta图象如图乙所示,AB是直线,BC为曲线,重力加速度g取10m/s2.则( )
A. 时,N=0
B. 小球质量m=0.1 kg
C. 斜面倾角θ的正切值为
D. 小球离开斜面之前,N=0.8+0.06a(N)
【答案】ABC
【解析】
A、小球离开斜面之前,以小球为研究对象,进行受力分析,可得Tcos θ-Nsin θ=ma,Tsin θ+Ncos θ=mg,联立解得:N=mgcos θ-masin θ,T=macos θ+mgsin θ,所以Ta图象呈线性关系,由题图乙可知时,N=0,选项A正确。
B、C、当a=0时,T=0.6 N,此时小球静止在斜面上,其受力如图(a)所示,所以mgsin θ=T;当时,斜面对小球的支持力恰好为零,其受力如图(b)所示,
所以mgcot θ=ma,联立可得,m=0.1 kg,选项B,C正确。
D、将θ和m的值代入N=mgcos θ-masin θ,得N=0.8-0.06a(N),选项D错误。
故选ABC。
【题目】为验证“拉力做功与物体动能改变的关系”,某同学到实验室找到下列器材:长木板(一端带定滑轮)、电磁打点计时器、质量为200g的小车、质量分别为10g、30g和50g的钩码、细线、学生电源(有“直流”和“交流”挡).该同学进行下列操作
A.组装实验装置,如图a所示 |
B.将质量为200g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车 |
C.选用50g的钩码挂在拉线的挂钩P上 |
D.释放小车,接通打点计时器的电源,打出一条纸带 |
E.在多次重复实验得到的纸带中选出一条点迹清晰的纸带,如图b所示
F.进行数据采集与处理
请你完成下列问题:
(1)进行实验时,学生电源应选择用________挡(选填“直流”或“交流”).
(2)该同学将纸带上打的第一个点标为“0”,且认为打“0”时小车的速度为零,其后依次标出计数点1、2、3、4、5、6(相邻两个计数点间还有四个点未画),各计数点间的时间间隔为0.1s,如图b所示.该同学测量出计数点0到计数点3、4、5的距离,并标在图b上.则在打计数点4时,小车的速度大小为________m/s;如果将钩码的重力在数值上当作小车所受的拉力,则在打计数点0到4的过程中,拉力对小车做的功为________J,小车的动能增量为________J.(取重力加速度g=9.8m/s2,结果均保留两位有效数字)
(3)由(2)中数据发现,该同学并没有能够得到“拉力对物体做的功等于物体动能增量”的结论,且对其他的点(如2、3、5点)进行计算的结果与“4”计数点相似.你认为产生这种实验结果的主要原因有(写出两条即可)
①____________;
②____________.