题目内容
【题目】风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室。小球孔径略大于细杆直径。
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(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上作匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的滑动摩擦因数。
(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,如图,则小球从静止出发在细杆上下滑的加速度大小为多少?
【答案】(1)
(2) 7.5m/s2
【解析】
(1)对小球受力分析,受重力、支持力、推力和滑动摩擦力,根据共点力平衡条件列式求解;
(2)对小球受力分析,受重力、风的推力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律列式求解出加速度。
(1) 设小球所受的风力为F,小球质量为m
F=μmg
故有:
即小球与杆之间的动摩擦因数为0.5;
(2) 设杆对小球的支持力为N,摩擦力为f,沿杆方向有:
Fcos37°+mgsin37°-f=ma
垂直于杆方向有:
N+Fsin37°-mgcos37°=0
其中:f=μN
联立解得:
。
【题目】用如图所示装置探究小车的加速度与力、质量的关系,在实验中,把砂桶和砂的重力当作小车受到的合力.
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(1)下表是某同学做该实验所记录的部分数据,1、2、3三组数据探究加速度与力的关系,3、4、5三组数据探究加速度与物体质量的关系,请在小车质量和受力的空格内填上合适的数值.
___、___、___、___.
组别 | 小车质量M/kg | 受力F/N |
1 | 0.5 | 0.25 |
2 | 0.50 | |
3 | 1.00 | |
4 | 1.0 | |
5 | 1.5 |
(2)在保持小车及车中的砝码质量M一定,探究加速度与力的关系时,两位同学根据各自的实验数据分别作出的a-F图线如图甲、乙所示,对这两图的分析正确的是:________________
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A.甲图图线不通过原点,可能是因为计算F时未计入砂桶的重力
B.甲图图线不通过原点,可能是因为砂的质量太大
C.乙图图线的弯曲部分,是因为小车的质量太大
D.乙图图线的弯曲部分,是因为砂桶和砂的总质量太大