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某同学为估测摩托车在水泥路面上行驶时所受的牵引力,设计了下述实验:将输液用的500mL玻璃瓶装适量水后,连同输液管一起绑在摩托车上,调节输液管的滴水速度,刚好每隔1.0s滴一滴,该同学骑摩托车,先使之加速到某一速度,然后熄火,保持摩托车沿直线滑行,如图是某次实验中水泥路面上的部分水滴(左侧是起点).设该同学质量为50kg,摩托车质量为75kg(g=10m/s2),根据该同学的实验结果可估算(图中长度单位:m):

(1)骑摩托车行驶至D点时的速度大小为  m/s(保留三位有效数字);

(2)骑摩托车加速时的加速度大小为  m/s2(保留三位有效数字);

(3)骑摩托车加速时的牵引力大小为  N.


考点:

牛顿第二定律;匀变速直线运动规律的综合运用..

专题:

牛顿运动定律综合专题.

分析:

根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小.根据牛顿第二定律求出加速时的牵引力大小.

解答:

解:(1)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,得:

vD==14.0m/s

(2)已知前四段位移,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,

得:x4﹣x2=2a1T2

x3﹣x1=2a2T2

为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值

得:a=(a1+a2

即小车运动的加速度计算表达式为:

a==3.79m/s2

(3)由牛顿第二定律:

加速过程:F﹣f=ma

减速过程:f=ma2

解得:F=m(a+a2)=497.5N

故答案为:(1)14.0  (2)3.79  (3)497.5N

点评:

要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


某同学用如图1所示的实验装置验证牛顿第二定律.

(1)该同学在实验前准备了图1中所示的实验装置及下列辅助器材:

A.交流电源、导线   B.天平(含配套砝码)   C.秒表  D.刻度尺

其中不必要的器材是  (填代号).

(2)设盘和重物的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用盘和重物总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.

实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端定滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是  (填写所选选项的序号).

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m的大小,使小车在盘和重物的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.

B.将长木板的右端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去盘和重物,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.将长木板的右端垫起适当的高度,撤去纸带以及盘和重物,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动.

(3)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是  

A.M=20g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、40g

D.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g

(4)图2是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,量出相邻的计数点之间的距离分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6.已知相邻的计数点之间的时间间隔为T,关于小车的加速度a的计算方法,产生误差较小的算法是  

A.B.

C.D.

(5)用图2所表示的数据,表示打下D点时小车的瞬时速度,表示错误的是  

A.B.

C.D.

(6)在验证“质量一定,加速度a与合外力F的关系”时,某学生根据实验数据作出了如图3所示的a﹣F图象,其中图线不过原点并在末端发生了弯曲,产生这种现象的原因可能有  

A.木板右端垫起的高度过小(即平衡摩擦力不足)

B.木板右端垫起的高度过大(即平衡摩擦力过度)

C.盘和重物的总质量m远小于车和砝码的总质量M(即m<M)

D.盘和重物的总质量m不远小于车和砝码的总质量M.

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在宇宙中有一个星球,半径为R=105m,在星球表面用弹簧称量一个质量m=1kg的砝码的重力,得砝码重力G=1.6N.

(1)该星球的第一宇宙速度是多大?

(2)如果在该星球表面竖直向上发射卫星,设向上的加速度为a=8.4m/s2,卫星中用弹簧秤悬挂一个质量m=1kg的物体,则弹簧秤的示数为多大?

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三百多年前,伽利略用实验和推理,推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元.以下说法与事实相符的是(  )

 

A.

根据亚里士多德的论断,力是改变物体运动状态的原因

 

B.

笛卡尔经研究指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向

 

C.

伽利略通过数学推算并用实验验证了小球在斜面上从静止开始运动的位移与所用时间的平方成正比

 

D.

牛顿总结伽利略等前人的经验,得出了牛顿第一定律

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一兴趣小组做了一次实验,实验时让某同学从桌子上跳下,自由下落H后双脚触地,他顺势弯曲双腿,他的重心又下降了h后停住,利用传感器和计算机显示该同学受到地面的支持力F随时间变化的图象如图所示.根据图象提供的信息,以下判断正确的是(  )

 

A.

在0至t2时间内该同学处于失重状态

 

B.

t2时刻该同学的加速度为零

 

C.

t3时刻该同学的速度达到最大

 

D.

在t3至t4时间内该同学处于超重状态

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一个物体静止在水平桌面上,下列说法正确的是

   A.桌面对物体的支持力和物体所受的重力是一对平衡力

   B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力

   C.物体对桌面的压力就是物体所受的重力

D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力

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如图,铝环a平放在水平桌面上,在a的正上方有一竖直放置的条形磁铁,磁铁的N 极朝下.当磁铁竖直向下运动的过程中

A.铝环a中将产生俯视逆时针方向的感应电流

B.穿过铝环a的磁通量变小

C.铝环a有扩张的趋势

D.铝环a对水平桌面的压力FN将增大

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科目:高中物理 来源: 题型:


三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物质量为m=0.6kg,如图所示,其中OB是水平的,A端、B端固定,AO与竖直方向成60º,求三条细绳受到的拉力的大小?若逐渐增加C端所挂物体的质量,则最先断的是哪条绳子?(g=10N/kg)

 


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科目:高中物理 来源: 题型:


在平面直角坐标系xoy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以一定的初速度垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,已知ON=d,如图所示.不计粒子重力,求:

(1)粒子在磁场中运动的轨道半径R;

(2)粒子在M点的初速度的大小;

(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.

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