题目内容

如图a,质量m=1kg的物体沿倾角θ=37°的固定粗糙斜面由静止开始向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速v成正比,比例系数用k表示,物体加速度a与风速v的关系如图b所示.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ为多少?
(2)比例系数k.
【答案】分析:(1)根据b图可以看出当没有风的作用时 物体的加速度的大小是4m/s2,由牛顿第二定律可以求得物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)当风速为5 m/s时,物体的加速度为零,说明此时的物体受力平衡,对物体受力分析,由平衡的条件可以求得比例系数k.
解答:解:(1)对初始时刻:F=0  由图读出a=4m/s2
mgsinθ-μmgcosθ=ma  ①
将a代入①式,解得:
μ=0.25;     
(2)对末时刻加速度为零:
mgsinθ-μN-kvcosθ=0 ②
又N=mgcosθ+kvsinθ       
由图得出此时v=5 m/s
代入②式解得:
k=0.84kg/s.    
答:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ为0.25;
(2)比例系数k是0.84kg/s.
点评:本题考查了学生的看图分析图象的能力,能根据图象从中找出有用的信息,对于本题抓住风速为零和风速为5 m/s这两个时刻的物体的运动状态即可求得结果.
练习册系列答案
相关题目
(2009?丰台区一模)(1)在《验证机械能守恒定律》的实验中,已知重锤的质量为m,使用的交流电的频率为f.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点进行测量并通过计算,就可以验证机械能守恒定律.
①如图1所示,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,用以上给出的已知量写出C点速度的表达式为υc=
(s1+s2)f
4
(s1+s2)f
4
,打点计时器在打O点到C点的这段时间内,重锤的重力势能的减少量为
mg(s0+s1
mg(s0+s1
,动能的增加量为
m(s1+s2)2f2
32
m(s1+s2)2f2
32

②某同学上交的实验报告显示,重锤增加的动能略大于重锤减小的重力势能,则出现这一问题的原因可能是
BC
BC
.(填字母)
A.重锤的质量测量错误
B.该同学自编了实验数据
C.该同学实验操作时先释放纸带,后接通电源
D.重锤下落时受到的阻力过大

(2)有一根很细的均匀空心金属管,管长约50cm、电阻约为10Ω,现需测定它的内径d,但因其内径较小,无法用游标卡尺直接测量.已知这种金属的电阻率为ρ.实验室中可以提供下列器材:
A.厘米刻度尺;   B.毫米刻度尺;
C.螺旋测微器;   D.电流表(量程300mA,内阻约lΩ);
E.电流表(量程3A,内阻约0.lΩ)”;   F.电压表(量程3V,内阻约6kΩ);
G.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定电流0.5A);
H.滑动变阻器(最大阻值5Ω,额定电流2A);
L.蓄电池(电动势6V,内阻0.05Ω);J.开关一个及带夹子的导线若干.
请设计一个实验方案,要求实验误差小,便于调节.回答下列问题:
①实验中应测物理量的名称及符号是
金属管的长度L、外径D、加在管两端的电压U、通过管的电流强度I.
金属管的长度L、外径D、加在管两端的电压U、通过管的电流强度I.

②应选用的实验器材有
B、C、D、F、H、I、J
B、C、D、F、H、I、J
;(填字母)
③在图2所示的方框中画出实验电路图;
④按照你设计的电路图将图2中所示仪器连成实验电路;
⑤用测得的物理量和已知量写出计算金属管内径d的表达式为d=
d=
D2-
4ρLI
πU
d=
D2-
4ρLI
πU
(2011?静安区二模)一组同学用DIS研究“弹簧振子的振动周期和哪些因素有关”的探究过程如下:
A.有同学认为:弹簧振子的质量越大,惯性越大,周期也应该越大.也有同学认为周期跟劲度系数有关.
B.设计实验:装置如图甲.准备选用的器材有:力传感器、质量为m0的钩码若干个,劲度系数为K的轻质弹簧若干个(已知n个劲度系数为K的弹簧串联后的劲度系数为Kn=
K
n

C.实验过程如下:
用力将钩码向下拉一段距离后放手,钩码上下振动,力传感器上显示出力随时间的变化关系(如图乙),改变钩码的个数或用几个弹簧串联后反复实验,得到表一、表二的数据:

仅用一根弹簧 研究周期与质量关系
钩码的质量 m0 2m0 3m0
周期(s) 0.645 0.915 1.116

仅用一个钩码 研究周期与劲度系数关系
弹簧的个数(串数) 1 2 3
劲度系数(N/m) K K/2 K/3
周期(s) 0.645 0.910 1.120
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,对他们的假设进行了补充完善.问:
(1)上述科学探究活动中,属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是:
B
B
C
C

(2)用力传感器观测力随时间的变化关系,其目的是:
确定振动的周期
确定振动的周期

(3)周期T与弹簧振子质量的关系是:
T2∝m
T2∝m
.周期T与弹簧劲度系数的关系是:
T2
1
K
T2
1
K

(4)如果m0=50×10-3kg,K=4.74N/m,则周期表达式T=
6.28
m
K
6.28
m
K
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.
(2013?广州三模)(1)某探究学习小组的同学试图以图中的滑块为对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了如图甲所示的一套装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、小木块、细沙.当连上纸带,释放沙桶时,滑块处于静止.要完成该实验,你认为:
①还需要的实验器材有
天平、刻度尺
天平、刻度尺

②实验时首先要做的步骤是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
,为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的条件是
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量
沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量

③在上述的基础上,某同学测得滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,测得此时沙和沙桶的总质量m.接通电源,释放沙桶,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则对滑块,本实验最终要验证数学表达式为
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
mgL=
1
2
M
v
2
2
-
1
2
M
v
2
1
(用题中的字母表示).
(2)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流,现有如下器材:
A.直流电源3V(内阻可不计)
B.直流电表0~3A(内阻0.1Ω)
C.直流电表0~600mA(内阻约0.5Ω)
D.直流电压表0~3V(内阻约3kΩ)
E.直流电压表0~15V(内阻约200kΩ)
F.滑线变阻器(10Ω,1A)
G.滑线变阻器(1kΩ,300mA)
①除开关、导线外,为完成实验,需要从上述器材中选用
ACDF
ACDF
(用字母代号)
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图乙所示,电路中所有元器件都是完好的,且电压表的电流表已调零.闭合开关后发现电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则可判断断路的电线是
d
d
;若电压表示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线是
h
h
;若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表示数不能调为零,则断路的导线是
g
g

③下表中的各组数据该同学在实验中测得的,根据表格中的数据在图丙所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线.
④若将该灯泡与一个10Ω的定值电阻串联,直接接在题中电源两端,则可以估算出该灯泡的实际功率为
1.8W
1.8W
(结果保留两位有效数字)

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