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3.如图(a)所示,用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图象如图(b)所示,若重力加速度g取10m/s2,根据图(b)中所提供的信息可以计算出(  )
A.物体的质量
B.加速度为6m/s2时物体的速度
C.斜面的倾角
D.加速度由2m/s2增加到6m/s2过程物体通过的位移

分析 对物体受力分析,根据牛顿第二定律得出力F与加速度a的函数关系,然后结合图象得出相关信息

解答 解:A,B、对物体受力分析,受推力、重力、支持力,如图
x方向:Fcosθ-mgsinθ=ma ①
y方向:N-Fsinθ-mgcosθ=0 ②
从图象中取两个点(20N,2m/s2),(30N,6m/s2)代入①式解得
m=2kg,θ=37°
所以物体的质量为2kg,斜面的倾角为θ=37°.故AC正确.
B、D、题中并没有说明力F随时间变化的情况,故无法求出加速度为6m/s2时物体的速度大小.因为物体做变加速运动,无法求出物体通过的位移.故B、D错误.
故选:AC

点评 本题关键对物体受力分析后,根据牛顿第二定律求出加速度与力F的关系式,结合图象讨论

练习册系列答案
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(A)通过调节使斜槽的末端保持水平    (B)每次必须由静止释放小球
(C)每次释放小球的位置必须不同     (D)固定白纸的木板必须调节成竖直
(E)将球经过不同高度的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线.

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(1)关于上述实验,下列说法中正确的是BC.
A.重物最好选择密度较小的木块
B.重物的质量可以不测量
C.实验中应先接通电源,后释放纸带
D.可以利用公式v=$\sqrt{2gh}$来求解瞬时速度
(2)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带,纸带上的O点是起始点,选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点,并测出各计数点到O点的距离依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm.已知打点计时器所用的电源是50Hz的交流电,重锤的质量为0.5kg.则从计时器打下点O到打下点D的过程中,重物减小的重力势能△Ep=2.14J.重物增加的动能△Ek=2.12J,两者不完全相等的原因可能是重物下落过程中受到阻力作用.(重力加速度g取9.8m/s2,计算结果保留三位有效数字)
(3)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度v,以各计数点到A点的距离h′为横轴,v2为纵轴作出图象,如图丙所示,根据作出的图线,能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是图象的斜率等于19.52,约为重力加速度g的两倍,故能验证.

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