15.为了“探究加速度与力、质量的关系”,现提供如图1所示实验装置.请思考探究思路并回答下列问题:
(1)实验中用钩码的重力G=mg的大小作为小车(质量为M)所受拉力F的大小,能够实现这一设想的前提条件是 ;
(2)实验中,图2是打出的一条纸带,A、B、C、D、E为五个相邻的计数点,相邻两个计数点之间有四个计时点没有标出(电源频率为50Hz),有关数据如上图所示,则小车的加速度大小a= m/s2,打C点时小车的速度大小vC= m/s (结果均保留三位有效数字)
(3)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码质量不变,改变小车质量M,得到的实验数据如下表: 实验次数 1 2 3 4 5 ﹣ 小车的加速度a/m?s0.70.30.20.10.12 7 8 5 9 6 小车的质量M/kg 0.20.40.60.81.00 0 0 0 0 为了验证猜想,请在图3坐标系中作出最能直观反映a与M之间关系的图象.
三、本题共四小题,40分.解答写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位.
16.在60m直线跑游戏中,一同学从起点由静止开始以2m/s2的加速度做匀加速
4s后,运动,改做匀速运动直至到达终点,接着以4m/s2的加速度做匀减速运动,经1.5s进入迎接区,如图所示.求: (1)该同学匀速运动所用的时间;
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(2)终点线到迎接区边界的距离.
17.如图所示,质量为1.2kg的物块G1在三根细绳悬吊下处于静止状态,细绳BP在水平方向,细绳AP偏离竖直方向37°角,且连在重为5kg的物块G2上,物块G2静止于倾角为37°的斜面上 (sin37°=0.6,cos37°=0.8),取g=10m/s2. 求:
(1)绳PB对物块G2的拉力
(2)斜面对物块G2的摩擦力和支持力.
18.航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2kg,动力系统提供的恒定升力F=28N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10m/s2.
(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8s 时到达高度H=64m.求飞行器所阻力f的大小; (2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6s 时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大高度h;
(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.
19.如图1所示,质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10m/s2,(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)试求:
(1)若木板长L=1m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?
(2)若在木板(足够长)的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F,请在图2中画出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象.(写出分析过程)
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参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每小题4分,计48分.在1-8小题中给出的四个选项中,只有一个选项符合题意,在9-12小题中给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题意)
1.在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等等.以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( )
A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法 B.根据速度定义式v=
,当△t非常非常小时,
就可以表示物体在t时刻
的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验应用了控制变量法 D.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法 【考点】质点的认识;探究加速度与物体质量、物体受力的关系.
【分析】在研究多个量之间的关系时,常常要控制某些物理量不变,即控制变量法;
当时间非常小时,我们认为此时的平均速度可看作某一时刻的速度即称之为瞬时速度,采用的是极限思维法;
质点是实际物体在一定条件下的科学抽象,是采用了建立理想化的物理模型的方法;
在研究曲线运动或者加速运动时,常常采用微元法,将曲线运动变成直线运动,或将变化的速度变成不变的速度.
【解答】解:A、质点采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法,故A错误;
B、为研究某一时刻或某一位置时的速度,我们采用了取时间非常小,即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度,即采用了极限思维法,故B正确; C、在研究加速度与质量和合外力的关系时,由于影响加速度的量有质量和力,故应采用控制变量法,故C正确;
D、在探究匀变速运动的位移公式时,采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动,即采用了微元法,故D正确; 本题选错误的,故选:A.
2.如图,A、B分别是甲、乙两小球从同一地点沿同一直线运动的v﹣t图象,根据图象可以判断( )
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