题目内容

如图所示,质量为1kg的物体静置于水平面上,现对物体施以水平方向的恒定拉力,1s末将拉力撤去,物体运动的v-t图象如图所示,试求:
(1)滑动摩擦力的大小;
(2)拉力的大小;
(3)在0~3s内滑动摩擦力做的功.

解:(1)根据图象,1-3s内物体做减速运动阶,通过的位移为
x2=×6×(3-1)=6m
对减速过程运用动能定理
-fx2=-
解得 f==N=3N.
(2)根据图象,加速运动阶段的位移为
x1=×6×1=3m
对加速过程运用动能定理
Fx1-fx1=
代入解得 F=9N
即拉力的大小为6N.
(3)在0-3s内滑动摩擦力做的功为
W=-f(x1+x2)=-3×(3+6)=-27J
答:
(1)滑动摩擦力的大小是3N;
(2)拉力的大小是9N;
(3)在0~3s内滑动摩擦力做的功是-27J.
分析:(1)根据速度图象与坐标轴所围“面积”表示位移求出减速运动阶段的位移,再根据动能定理列式求摩擦力;
(2)根据图象求出加速过程的位移,再根据动能定理列式求拉力;
(3)根据功的定义求摩擦力的功.
点评:本题关键灵活地选择过程对物体运用动能定理,同时要注意速度时间图线与x轴包围的面积等于物体的位移.
练习册系列答案
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(2011?丰台区一模)(1)用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kΩ的电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤:
a.将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,断开两表笔.
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔.
c.旋转选择开关,对准欧姆档?1k的位置.
d.旋转选择开关,对准欧姆档?100的位置.
e.旋转选择开关,对准交流“OFF”档,并拔出两表笔.
①请把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在横线上
cabe
cabe

②根据如图(1)所示指针位置,此被测电阻的阻值约为
11k
11k
Ω.

(2)某实验小组采用如图(2)所示的装置探究“合外力做功与速度变化的关系”.实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.小车所受到的拉力F为0.20N,小车的质量为200g.
①实验前,木板左端被垫起一些,使小车在不受拉力作用时做匀速直线运动.这样做的目的是
AC
AC

A.为了平稳摩擦力
B.增大小车下滑的加速度
C.可使得细绳对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.可以用质量较小的砝码就可以拉动小车,以满足砝码质量远小于小车质量的要求
②同学甲选取一条比较理想的纸带做分析.小车刚开始运动时对应在纸带上的点记为起始点O,在点迹清楚段依次选取七个计数点A、B、C、D、E、F、G,相邻计数点间的时间间隔为0.1s.测量起始点O至各计数点的距离,计算计数点对应小车的瞬时速度、计数点与O点之间的速度平方差、起始点O到计算点过程中细绳对小车做的功.其中计数点D的三项数据没有计算,请完成计算并把结果填入表格中.

点迹 O A B C D E F G
x/cm 15.50 21.60 28.61 36.70 45.75 55.75 66.77
v/(m﹒s-1 0.656 0.755
0.857
0.857
0.953 1.051
△v 2/(m2﹒s-2 0.430 0.570
0.734
0.734
0.908 1.105
W/J 0.0432 0.0572
0.0734
0.0734
0.0915 0.112
③以W为纵坐标、以△v2为横坐标在方格纸中作出W---△v2图象.B、C、E、F四点已经在图中描出,请在图中描出D点,并根据描点合理画出图象.

④根据图象分析得到的结论
W与△v2成正比
W与△v2成正比

⑤同学乙提出利用上述实验装置来验证动能定理.如图所示是打点计时器打出的小车在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带,测量数据已用字母表示在图中.小车质量为m,打点计时器的打点周期为T.利用这些数据可以验证动能定理.

请你判断这种想法是否可行?如果不行,说明理由.如果可行,写出必要的分析与推理.
精英家教网(1)在“验证机械能守恒定律”的实验中,利用重锤拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.
①在实验过程中,下列的说法正确的是:
 

A.必须使用的测量仪器有:打点计时器、天平和刻度尺
B.纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上
C.实验中其他条件不变时,选用重锤质量的大小不影响实验的误差
D.选纸带上任意两点的数据都可以验证机械能守恒定律
②按图a所示安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图b所示.图中O点为为打点起始点(速度为零).选取纸带上打出的连续点A、B、C、…,测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3,已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T.为验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从打下O点到打下F点的过程中,重锤重力势能的减少量△Ep=
 
,动能的增加量△Ek=
 
( 用题中所给字母表示 ).
(2)用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中,所用电流表和电压表的内电阻分别约为0.1Ω和1kΩ,如图所示为所需的器材.
①在方框内画出实验电路图精英家教网
②把器材连成实验电路,注意两个电表要选用适当量程,并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大.
③一位同学记录的6组数据见下表,试根据这些数据在图中画出U-I图线.精英家教网
④根据图线求出电池的电动势E=
 
V,内阻r=
 
Ω.
I/A 0.12 0.20 0.31 0.32 0.50 0.57
U/V 1.37 1.32 1.24 1.18 1.19 1.05
⑤这位同学对以上实验进行了误差分析.其中正确的是
 

A、实验产生的系统误差,主要是由于电压表的分流作用
B、实验产生的系统误差,主要是由于电流表的分压作用
C、实验测出的电动势小于真实值
D、实验测出的内阻大于真实值.

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