题目内容

16.一斜面AB长为5m,倾角为30°,一质量为2kg的小物体(大小不计)从斜面顶端A点由静止释放,如图所示.斜面与物体间的动摩擦因数为$\frac{\sqrt{3}}{6}$,求
(1)小物体下滑到斜面底端B时的速度
(2)小物体从顶端A下滑到斜面底端B所用时间.(g取10m/s2).

分析 (1)对小物块进行受力分析,求合力,由牛顿第二定律求加速度,根据位移速度关系求末速度;
(2)根据速度时间关系求解运动时间.

解答 解:(1)以小物块为研究对象进行受力分析,如图所示.物块受重力mg、斜面支持力N、摩擦力f,
垂直斜面方向,由平衡条件得:mgcos30°=N
沿斜面方向上,由牛顿第二定律得:mgsin30°-f=ma
又f=μN
由以上三式解得:a=2.5m/s2
小物体下滑到斜面底端B点时的速度:v2=2as
代入数据解得:v=5m/s
(2)根据速度时间关系可得运动时间为:
t=$\frac{v}{a}=\frac{5}{2.5}s=2s$,
即物体下滑的时间为2s.
答:(1)小物体下滑到斜面底端B时的速度为5m/s;
(2)小物体从顶端A下滑到斜面底端B所用时间为2s.

点评 对于牛顿第二定律的综合应用问题,关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况,利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度,再根据题目要求进行解答;知道加速度是联系静力学和运动学的桥梁.

练习册系列答案
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4.用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干.
某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:
次数1234567
U/V0.100.300.701.001.501.702.30
I/A0.0200.0600.1600.2200.3400.4600.520
由以上数据可知,他们测量Rx是采用图1中的甲图(选填“甲”或“乙”).

(3)图2是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.
请根据图(2)所选的电路图,补充完成图2中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图3所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点.请在图3中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出U─I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx=4.5Ω(保留两位有效数字).
(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为C(填选项前的符号).
A.1×10-2Ω•m    B.1×10-3Ω•m    C.1×10-6Ω•m    D.1×10-8Ω•m
(6)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是CD(有多个正确选项).
A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差
B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差
C.若将电流表和电压表内阻计算在内,可消除由测量仪表引起的系统误差
D.用U─I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差.

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