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4.不计阻力,一辆汽车在一定牵引力作用下以4m/s2的加速度前进,如果它拖着一辆质量与它相同的拖车一起前进,这时加速度为多少?如果在上述情况下存在阻力,且阻力是车重的0.1倍,则汽车与拖车的共同加速度为多少?分析 分析对汽车和整体进行分析,由牛顿第二定律可求得加速度之间的关系,从而求出后来的加速度.
解答 解:由牛顿第二定律可知:
F=ma;
拖着一辆质量与它相同的拖车时,F=2ma'
解得:a'=$\frac{a}{2}$=$\frac{4}{2}$=2m/s2;
若存在阻力,则有:
F-0.1mg=ma;
拉有拖车时有:F-0.1×2mg=2ma″
解得:a″=$\frac{a}{2}$+$\frac{0.1×10}{2}$=1.5m/s2;
答:它拖着一辆质量与它相同的拖车一起前进,这时加速度为2m/s2;
若有摩擦力,则加速度为1.5m/s2.
点评 本题考查牛顿第二定律的应用,要注意正确受力分析,明确质量、力及加速度之间的对应关系;注意加速度在运动和受力分析中的桥梁作用.
练习册系列答案
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14.在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组采用如图甲所示的实验装置.重物通过滑轮用细线与小车相连,位移传感器(发射器)随小车一起沿倾斜轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端,利用位移传感器和计算机,可以便捷地获取小车的位置信息从而得到小车运动的加速度,实验中把重物的重力作为拉力F,改变重物重力重复实验四次,记录四组数据如表所示.
(1)在如图乙所示的坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线.
(2)从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是倾角过大,平衡摩擦力过度.
(3)如果实验时,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,如图丙所示,再重复上述操作,以力传感器的示数表示拉力F,与该实验小组所得图线相比,所得图线的斜率将变大(选填“变大”“变小”或“不变”)
a/m•s-1 | 2.01 | 2.98 | 4.02 | 6.00 |
F/N | 1.00 | 2.00 | 3.00 | 5.00 |
(2)从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是倾角过大,平衡摩擦力过度.
(3)如果实验时,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,如图丙所示,再重复上述操作,以力传感器的示数表示拉力F,与该实验小组所得图线相比,所得图线的斜率将变大(选填“变大”“变小”或“不变”)
16.如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A,R1的阻值等于电流表内阻的$\frac{1}{2}$; R2的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A. | 将接线柱 1、2 接入电路时,每一小格表示0.04A | |
B. | 将接线柱 1、2 接入电路时,每一小格表示0.02A | |
C. | 将接线柱 1、3 接入电路时,每一小格表示0.06A | |
D. | 将接线柱 1、3 接入电路时,每一小格表示0.01A |
9.一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关 系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为S.
(1)请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h,水平距离S等物理量的关系式:EP=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$.
(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离S的实验数据如表所示:
从上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间的关系,并说明理由:EP与x2成正比.
(1)请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h,水平距离S等物理量的关系式:EP=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$.
(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离S的实验数据如表所示:
弹簧长度压缩量x(cm) | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
钢球飞行水平距离S(m) | 1.01 | 1.50 | 2.01 | 2.48 | 3.01 | 3.50 |
10.物体自离地足够高做竖直上抛运动(不计阻力),在落回抛出点时该物体的速率是30m/s,那么物体(g取10m/s2)( )
A. | 由抛出到落回抛出点的时间是6s | |
B. | 只有在抛出后2s末时经过40m高处 | |
C. | 经过距抛出点25m处时的瞬时速率只能是20 m/s | |
D. | 离开抛出点后能上升的最大高度是45m |