12.(2012安徽卷).(18分)Ⅰ.(10分)图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为,小车和砝码的总质量为。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

(1)试验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一滑轮的高度,使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是

A. 将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。

B. 将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。

C. 将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动。

(2)实验中要进行质量和的选取,以下最合理的一组是

  A. =200, =10、15、20、25、30、40

B. =200, =20、40、60、80、100、120

C. =400, =10、15、20、25、30、40

D. =400, =20 40、60、80、100、120

(3)图2 是试验中得到的一条纸带,、、、、、、为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为=4.22 cm、=4.65 cm、=5.08 cm、=5.49 cm、=5.91 cm、=6.34 cm 。已知打点计时器的工作效率为50 Hz,则小车的加速度=       m/s2 (结果保留2位有效数字)。

 

 

Ⅰ答案:(1)B;(2)C;(3)0.42

要使砂和砂桶的重力mg近似等于小车所受合外力,首先要平衡摩擦力,然后还要满足m<<M。而平衡摩擦,不需挂砂桶,但要带纸带,故(1)选B,(2)选C。(3)用逐差法,求得。

10.(2012全国新课标).(14分)

拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)。设拖把头的质量为m,拖杆质量可以忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ,重力加速度为g,某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为θ。

(1)    若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小。

(2)    设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临界角θ0,若θ≤θ0,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0。

 

[答案](1)了 (2)

[解析](1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把,将推拖把的力沿竖直和水平分解,按平衡条件有 ①      ②

式中N与f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。按摩擦定律有 ③

联立①②③式得 ④

(2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动,应用

  ≤⑤

这时,①式仍满足,联立①⑤式得≤ ⑥

现考察使上式成立的θ角的取值范围,注意到上式右边总是大于零,且当F无限大时极限为零,有≤0 ⑦

使上式成立的角满足θ≤θ0,这里是题中所定义的临界角,即当θ≤θ0时,不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把。临界角的正切值为 ⑧

 0  119990  119998  120004  120008  120014  120016  120020  120026  120028  120034  120040  120044  120046  120050  120056  120058  120064  120068  120070  120074  120076  120080  120082  120084  120085  120086  120088  120089  120090  120092  120094  120098  120100  120104  120106  120110  120116  120118  120124  120128  120130  120134  120140  120146  120148  120154  120158  120160  120166  120170  120176  120184  447090 

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