练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    19．如图1所示，木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，某研究小组利用此装置探究物块的加速度a与斜面倾角θ之间的关系．已知物块始终受到方向沿斜面向上、大小为F=8N的拉力作用，由静止开始运动，物块的质量m=1kg，通过多次改变斜面倾角θ，重复实验，用测得的数据描绘出了如图2所示的a-θ 关系图象．若物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2． 求：
    （1）图线与a轴交点坐标a0；
    （2）图线与θ轴交点坐标θ1满足的条件（用代数式表示）；
    （3）如果木板长L=2m，倾角θ=37°，物块在F的作用下从O点由静止开始运动，要使物块不冲出木板顶端，力 F 作用的最长时间．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

    分析 （1）纵坐标交点表示木板水平放置时的加速度，根据牛顿第二定律即可求解；
    （2）在图线与θ轴交点坐标θ1，通过受力分析由牛顿第二定律求出关系
    （3）根据牛顿第二定律分别求出有F和撤去F时的加速度，根据匀变速直线运动的基本公式求出这两个过程的位移，根据两段位移之和为L求解．

    解答 解：（1）图线与a轴交点，说明θ=0，对物块在θ=0时由牛顿第二定律得：F-μmg=ma0，
    解得：a0=$\frac{F-μmg}{m}$=$\frac{8-0.2×1×10}{1}$=6m/s2
    （2）当θ=θ1时有，F-μmgcosθ1-mgsinθ1=0，代入数据得：
    cosθ+5sinθ=4．
    （3）设F的最长作用时间为t，当有力F作用时，对物块受力分由牛顿第二定律得：
    F-μmgcosθ1-mgsinθ1=ma1，
    v=at1
    x1=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$
    撤去F后，对物块受力分析由牛顿第二定律得：μmgcosθ+mgsinθ=ma2
    v2=2a2（L-x1）
    联立解得：t=3.1s
    答：（1）图线与a轴交点a0为6m/s2；
    （2）图线与θ轴交点坐标θ1满足的关系式为cosθ+5sinθ=4；
    （3）为保证物块不冲出木板顶端，力F作用的最长时间为3.1s

    点评 本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用，要求同学们能根据图象得出有效信息，难度适中

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    9．运动员从悬停在空中的直升机上跳伞，下降一段后打开降落伞．已知伞打开前可看作是自由落体运动，开伞后受到的空气阻力与速度有关，运动员减速下降，最后匀速下降．从下落时开始计时，在整个过程中，用h表示运动员离地面的高度，口表示下落的速度，F表示受到的合力、E表示运动员的机械能（选地面为零势面），下列图象大致正确的是（　　）
    A．B．C．D．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．如图，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只老鼠．已知木板的质量是老鼠质量的2倍．当绳子突然打开时，老鼠立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变．则此时木板沿斜面的加速度为（　　）
    A．$\frac{3}{2}$gsinαB．$\frac{g}{2}$sinαC．2gsinαD．gsinα

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    7．先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电．第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化（如图甲所示）；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示．若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是（　　）
    A．第一次，灯泡两端的电压有效值是$\frac{{U}_{0}}{2}$
    B．第二次，灯泡两端的电压有效值是$\frac{3{U}_{0}}{2}$
    C．第一、第二次，灯泡的电功率之比是2：9
    D．第一、第二次，灯泡的电功率之比是1：5

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．在真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场．若将一个质量为m、带正电电量为q的小球在此电场中由静止释放，小球将沿与竖直方向夹角为37°的直线运动．现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，求小球运动的抛出点至最高点之间的距离S．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    4．某物体沿一直线运动，其v-t图象如图所示，下列描述正确的是（　　）
    A．第1s内和第2s内物体的速度方向相反
    B．第1s内和第2s内物体的加速度方向相同
    C．第3s内物体的速度方向和加速度方向相反
    D．4s内物体的位移为零

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    11．如图所示，真空中有以M（r，o）为圆心，半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面向里，在第一象限y=r的直线上方足够大的范围内，有方向水平向左的匀强电场，第二象限内有和圆柱形匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场．在纸面内从O点以速率v0沿x轴正方向射入磁场的质子，恰好经过圆与y=r直线的切点．已知质子的电荷量为e，质量为m，电场强度的大小为E=$\frac{mv}{2er}$，不计质子所受的重力．
    （1）求圆柱形匀强磁场区域内磁感应强度的大小；
    （2）求质子出发后第二次通过y轴的纵坐标值；
    （3）已知质子自第2次经过y轴到第3次经过y轴所用时间为t0，求质子从O点射入磁场开始至第2n+l（n=0，l，2，3…）次通过y轴经历的时间；
    （4）若质子从0点以速率v0沿与y轴负方向成60°角射入圆柱形匀强磁场，求质子飞出圆柱形匀强磁场区的位置坐标和速度方向．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    8．实验室里可以用欧姆表直接测量电阻．如图所示，虚线框内是欧姆表的简化结构图，它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成．某欧姆表的刻度值是按电源电动势为1.5V来刻度的，电流表的满偏电流为10mA．使用一段时间后，发现电动势已降为1.2V，此时重新调零后，用该欧姆表测得某电阻值为350Ω，则此电阻的实际值为（　　）
    A．350ΩB．250ΩC．280ΩD．400Ω

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．如图所示，物体在五个共点力的作用下保持平衡．如果撤去力F1，而保持其余四个力不变，请在图上画出这四个力的合力的大小和方向．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案