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如图甲所示,水平地面上的P点有一质量m=1.0kg的滑块,一轻弹簧左端固定在墙面,右端与滑块接触(不粘连),弹簧处于原长.现推动滑块将弹簧压缩到Q点,PQ间的距离△x=0.40m.t=0时刻释放滑块,利用速度传感器描绘出滑块的速度-时间图象如图乙中的Oabc所示,其中Oab段为曲线,bc段为直线.Od是速度图象上O点的切线.取g=10m/s2.求:
(1)滑块与地面间的动摩擦因数μ;
(2)弹簧的劲度系数k.

解:(1)从图象上知bc段对应滑块脱离弹簧后的运动,滑块的加速度大小为:
a1===5m/s2
由牛顿第二定律知:μmg=ma1,解得:μ=0.5
(2)由速度图象的斜率等于加速度,则知t=0时刻滑块的加速度a2===30m/s2
根据牛顿第二定律得:k△x-μmg=ma2,解得:k=87.5N/m
答:
(1)滑块与地面间的动摩擦因数μ是0.5;
(2)弹簧的劲度系数k是87.5N/m.
分析:(1)根据速度时间图线求出匀减速直线运动的加速度,通过牛顿第二定律求出滑块与地面之间的动摩擦因数.
(2)根据速度图象的斜率等于加速度,求出刚释放弹簧瞬时滑块的加速度,根据牛顿第二定律和胡克定律列式,即可求得k.
点评:本题关键要由速度图象的斜率等于加速度,再根据牛顿第二定律、胡克定律结合进行求解,基础题.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,水平平台的右端安装有轻质滑轮,质量为M=2.5kg的物块A放在与滑轮相距l的平台上,现有一轻绳跨过定滑轮,左端与物块连接,右端挂质量为m=0.5kg的小球B,绳拉直时用手托住小球使其在距地面h高处静止,绳与滑轮间的摩擦不计,重力加速度为g(g取10 m/s2).设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.
(1)某探究小组欲用上述装置测量物块与平台间的动摩擦因数.放开小球,系统运动,该小组对小球匀加速下落过程拍得同一底片上多次曝光的照片如图(乙)所示,拍摄时每隔1s曝光一次,若小球直径为20cm,求物块A与平台间的动摩擦因数μ;
(2)设小球着地后立即停止运动,已知l=3.0m,要使物块A不撞到定滑轮,求小球下落的最大高度h?(假设小球距地面足够高,计算结果保留三位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,水平地面上的P点有一质量m=1.0kg的滑块,一轻弹簧左端固定在墙面,右端与滑块接触(不粘连),弹簧处于原长.现推动滑块将弹簧压缩到Q点,PQ间的距离△x=0.40m.t=0时刻释放滑块,利用速度传感器描绘出滑块的速度-时间图象如图乙中的Oabc所示,其中Oab段为曲线,bc段为直线.Od是速度图象上O点的切线.取g=10m/s2.求:
(1)滑块与地面间的动摩擦因数μ;
(2)弹簧的劲度系数k.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图甲所示,水平天花板下悬挂一光滑的轻质的定滑轮,跨过定滑轮的质量不计的绳(绳承受拉力足够大)两端分别连接物块A和B,A的质量为m0,B的质量m是可以变化的,当B的质量改变时,可以得到A加速度变化图线如图乙所示,不计空气阻力和所有的摩擦,A加速度向上为正.
(1)求图乙中a1、a2和m1的大小.
(2)若m0=0.8kg,m=1.2kg,AB开始都在离水平地面H=0.5m处,由静止释放AB,且B着地后不反弹,求A上升离水平地面的最大高度.(g取10m/s2
(3)根据牛顿定律和运动学规律,证明在A和B未着地或与滑轮接触时,AB系统机械能守恒.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

为了研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系,某实验小组的实验装置如图甲所示,水平光滑槽距地面高为h,光滑槽与桌子右边缘垂直,槽出口与桌边缘相齐,槽中放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小钢球接触.将小球向左推,压缩弹簧一段距离后由静止释放,弹簧将小球沿水平方向推出,小球落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.
①若测得某次实验小球的落点P到O点的距离为s,那么由理论分析得到小球释放前压缩弹簧的弹性势能Ep与h、s和mg之间的关系式是
EP=
mgs2
4h
EP=
mgs2
4h

②该同学改变弹簧的压缩量进行多次实验,测量得到下表的数据:
弹簧压缩量x/(cm) 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
小球飞行水平距离s/m 2.01 3.00 4.01 4.98 6.01 6.99
在坐标纸上做出x-s的图象.并由图象得出:x与s的关系式是
x=0.005s
x=0.005s

实验得到弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式为
Ep=
104mgx2
h
Ep=
104mgx2
h

③完成实验后,该同学对上述装置进行了如图乙所示的改变:
(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,小球撞到木板上,并在白纸上留下痕迹O;
(II)将木板向右平移适当的距离(设为L)固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,小球撞到木板上,在白纸上留下痕迹P;
(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离设为y.
由此步骤得到弹簧的压缩量应该为
x=
L
200
h
y
x=
L
200
h
y

④若该同学在完成步骤③的过程中,光滑水平槽与桌子右边缘不垂直,用③问的方法计算得出的弹簧压缩量与实际值相比
偏小
偏小
(选填“偏大”、“偏小”或“相同”).

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图甲所示,水平天花板下悬挂一光滑的轻质的定滑轮,跨过定滑轮的质量不计的绳(绳承受拉力足够大)两端分别连接物块A和B,A的质量为m0,B的质量m是可以变化的,当B的质量改变时,可以得到A加速度变化图线如图乙所示,不计空气阻力和所有的摩擦,A加速度向上为正.
(1)求图乙中a1、a2和m1的大小.
(2)根据牛顿定律和运动学规律,证明在A和B未着地或与滑轮接触时,AB系统机械能守恒.
(3)若m0=0.8kg,m=1.2kg,AB开始都在离水平地面H=0.5m处,由静止释放AB,且B着地后不反弹,求A上升离水平地面的最大高度.(g取10m/s2

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