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13.如图所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两个相邻计数点间的时间间隔为t=0.10s,距离依次为:X1=7.05cm、X2=7.68cm、X3=8.33cm、X4=8.95cm、X5=9.61cm、X6=10.26cm,则P点对应的瞬
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时速度的大小是 0.80 m/s,小车运动的加速度的大小是 0.64 m/s(计算结果保留两位有效数字)
【考点】探究小车速度随时间变化的规律. 【专题】实验题.
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【分析】根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT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.
【解答】解: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. vP=
=0.80 m/s
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根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT可以求出加速度的大小,
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得:x4﹣x1=3a1T
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x5﹣x2=3a2T
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x6﹣x3=3a3T
为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值
得:a=(a1+a2+a3)==0.64m/s,
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故答案为:0.80; 0.64
【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.
14.在“验证力的平行四边形定则”的实验中: (1)其中有两个实验步骤如下:
A、在水平位置的方木板上固定一张白纸,用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上,另一端拴上两个绳套,通过细绳同时用两个弹簧测力计(平行方木板)互成角度地拉橡皮条,使它与细绳的结点到达某一点O,在白纸上用铅笔记下O点的位置和读出两测力计的示数F1和F2.
B、只用一弹簧测力计,通过细绳拉橡皮条,使它的伸长量与用两个测力计拉时相同,读出示数F和记下F的方向.
请指出以上步骤中的错误或疏漏:A中是 记下两条细绳的方向 ;B中是 使结点到达同样的位置 .
(2)某同学认为实验过程中必须注意以下几项,你认为其中正确的是 CD . A、两根细绳必须等长B、橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C、读数时视线要正对弹簧测力计的刻度 D、两拉力之间的夹角不要太小,也不太大.
(3)实验中,根据实验数据画出力的图示,如图所示.图上标出了F1、F2、F、F′四个力,其中合力的理论值为 F′ (填上述字母) 合力的实际值为 F (填上述字母).若F教案试题
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与F′的 大小 基本相等, 方向 基本相同,说明共点力合成的平行四边行定则得到了验证.
【考点】验证力的平行四边形定则.
【专题】实验题;定量思想;等效替代法;平行四边形法则图解法专题. 【分析】(1)步骤A中只有记下两条细绳的方向,才能确定两个分力的方向,进一步才能根据平行四边形定则求合力;步骤B中只有使结点到达同样的位置O,才能表示两种情况下力的作用效果相同;
(2)实验要操作方便,尽量减小误差,两分力夹角不宜太大,也不宜太小,弹簧要与纸面平行.
(3)探究“互成角度的两个力的合成”的实验的实验原理是用力的图示画出两个分力和实际的合力,然后用平行四边形画出合力的理论值,比较理论值和实际值之间的关系.在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置,即一力的作用效果与两个力作用效果相同.同时我们需要记录下力的大小和方向. 【解答】解:(1)力的合成遵循平行四边形定则,力的图示法可以表示出力的大小、方向和作用点,因而要表示出分力,必须先测量出其大小和方向,故步骤A中遗漏了方向;合力与分力是一种等效替代的关系,替代的前提是等效,实验中合力与分力一定产生相同的形变效果,故步骤B中遗漏了使结点到达同样的位置;
(2)A、为减小实验过程中的偶然误差,就要设法减小读数误差,两个分力的大小不一定要相等,绳子的长短对分力大小和方向亦无影响,故A、B错误;
C、读数时视线正对弹簧测力计的刻度能减小偶然误差,故C正确;
D、两个拉力的夹角过大,合力会过小,量取理论值时相对误差变大,夹角太小,会导致作图困难,也会增大偶然误差,故D正确; 故选:CD.
(3)实验中,根据实验数据画出力的图示,如图所示.图上标出了F1、F2、F、F′四个力,其中合力的理论值为F′,合力的实际值为F.若F与F′的大小基本相等,方向基本相同,说明共点力合成的平行四边行定则得到了验证. 故答案为:(1)记下两条细绳的方向,使结点到达同样的位置. (2)CD
(3)F′;F;大小;方向
【点评】在“验证力的平行四边形定则”实验中,我们要知道分力和合力的效果是等同的,这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用,加强对基础实验理解.
三、计算题(本题共4个小题,计34分.写出必要的文字说明、重要的公式、解题步骤、结果,有单位的写出单位,只写最后结果不得分.)
15.如图所示,一质量为m的小物块,在与竖直方向成θ角的推力F作用下沿竖直粗糙墙面匀速上滑.(重力加速度为g)求: (1)物块与竖直墙面间的摩擦力大小 (2)物块与竖直墙面间的动摩擦因数.
教案试题
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【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用. 【专题】共点力作用下物体平衡专题. 【分析】(1)小物块沿竖直粗糙墙面匀速上滑,合力为零,分析其受力情况,由共点力平衡条件列式,求摩擦力.
(2)由共点力平衡条件列式,求出物块所受的支持力,由公式f=μN求动摩擦因数. 【解答】解:(1)由题意,小物块沿竖直粗糙墙面匀速上滑,合力为零,分析其受力情况,作出力图如图所示.则由平衡条件得: 竖直方向:Fcosθ=f+mg 水平方向:Fsinθ=N 解得,摩擦力f=Fcosθ﹣mg 支持力N=Fsinθ (2)由f=μN得
动摩擦因数=.
答:
(1)物块与竖直墙面间的摩擦力大小为Fcosθ﹣mg.
(2)物块与竖直墙面间的动摩擦因数为.
【点评】本题是共点力平衡问题,正确分析受力是解题的关键,并能运用正交分解法列式求解.
16.A、B两辆汽车在同一平直公路上相距14m,B车在前方以v=8m/s的速度匀速行驶,A
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汽车在B车后面以V0=12m/s的初速度,a=﹣4m/s的加速度匀减速同向行驶.分析A车能否追上B车?若能追上,求何时追上?若不能追上,求何时相距最近,最近相距多远? 【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系. 【专题】直线运动规律专题.
【分析】根据匀变速直线运动的公式,结合位移关系,列出表达式,结合数学判别式判断A车是否追上B车,若追不上,速度相等时,有最小距离,结合速度公式和位移公式求出最小距离.
【解答】解:设经过时间t两车相遇,A、B两车位移分别为x1和x2最初相距x0 教案试题
最新K12教育 x0+x2=x1 x1=x2=vt 代入数据
14+8t=12t+ 2
t﹣2t+7=0
因为△=﹣24<0,则t无解,所以A车不能追上B车
(或者计算出速度相等时两车的位移,由距离关系分析是否追上) 经分析,两车速度相等时相距最近,设经过t1时间速度相等 V=v0+at1
8=12+(﹣4)t1 解得t1=1s 在1s内A车位移xA=
B车位移xB=vt1=8×1=8m
两车最近相距△x=x0+xB﹣xA=14+8﹣10=12m. 答:A车不能追上B车,最近相距12m.
【点评】本题考查了运动学中的追及问题,因为两车在速度相等前,距离越来越小,对于第一问,可以通过速度相等时,结合位移关系判断是否追上.
17.如图所示,一质量为6kg的物块,置于水平地面上.物块与地面的动摩擦因数0.5,然后用两根绳分别系在物块的A点和B点,A绳水平,B绳与水平面成37°,已知sin37°=0.6,
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cos37°=0.8,g取10m/s
(1)逐渐增大B绳的拉力,直到物块对地面的压力恰好为零,则此时A绳和B绳的拉力分别是多大?
(2)将A绳剪断,为了使物块沿水平面做匀速直线运动,在不改变B绳方向的情况下,B绳的拉力应为多大?
【考点】共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力. 【专题】共点力作用下物体平衡专题. 【分析】(1)对物体进行受力分析,物体处于平衡状态,建立直角坐标系,根据x轴方向和y轴方向合力为零,求出此时A绳和B绳的拉力.
(2)已知摩擦力和支持力的大小,根据f=μN求出动摩擦因数. 【解答】解:(1)当物块对地面的压力恰好为零时,物体受到重力G、两个绳子的拉力TA和TB,如图1所示. 根据平衡条件得: TBcos37°=TA; TBsin37°=G=mg 解得,TA=80N,TB=100N 教案试题
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