题目内容
【题目】一个质量m=2kg的滑块在倾角为θ=37°的固定斜面上,受到一个大小为40N的水平推力F作用,以v0=10m/s的速度沿斜面匀速上滑.(sin37°=0.6,取g=10m/s2)
(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数;
(2)若滑块运动到A点时立即撤去推力F,求这以后滑块再返回A点经过的时间.
【答案】(1)0.5(2)(1+)s
【解析】试题分析:(1)滑块在水平推力作用下沿斜面向上匀速运动时,合力为零,则有
Fcos37°=mgsin37°+μ(mgcos37°+Fsin37°)
代入解得,μ=0.5
(2)撤去F后,滑块上滑过程:根据牛顿第二定律得:mgsin37°+μmgcos37°=ma1,
得,a1=g(sin37°+μcos37°)
上滑的时间为
上滑的位移为
滑块下滑过程:mgsin37°-μmgcos37°=ma2,
得,a2=g(sin37°-μcos37°)
由于下滑与上滑的位移大小相等,则有x=a2t22
解得,
故 t=t1+t2=(1+)s
【题目】某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图甲所示,打点计时器的电源为50Hz的交流电。
(1)下列实验操作中,错误的有___.
A. 将铜管竖直地固定在限位孔的正下方
B. 纸带穿过限位孔,压在复写纸下面
C. 捏住磁铁所连的纸带上端,然后松开让磁铁从静止释放
D. 在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源
(2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验①”),将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点取一个计数点,标为1,2,…,8.用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离,记录在纸带上,如图乙所示。
计算相邻计时点间的平均速度v,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表。请将表中的数据补充完整________.。
位置 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
v(cm/s) | 24.5 | 33.8 | 37.8 | 39.5 | 39.8 | 39.8 | 39.8 |
(3)分析上表的实验数据可知:在这段纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是逐渐增大到39.8cm/s; 即 磁铁受到阻尼作用的变化情况是________.
(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为“实验②”),结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同。可知实验②是为了说明磁铁在塑料管___________中对比实验①和②的结果可得到结论是_____________________________