(12分)如图所示,质量为M的滑块A放在气垫导轨B上,C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移—时间(x-t)图
◎ 题目
(12分)如图所示,质量为M的滑块A放在气垫导轨B上,C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移—时间(x-t)图象和速率—时间(v-t)图象.整个装置置于高度可调节的斜面上,斜面的长度为l、高度为h.(取重力加速度g="9.8" m/s2,结果保留一位有效数字). (1)现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度,A的v-t图线如下图实所示.从图线可得滑块A下滑时的加速度a = m/s2,摩擦力对滑块A运动的影响 .(填“明显,不可忽略”或“不明显,可忽略”) (2)此装置还可用来验证牛顿第二定律.实验时通过改变 可验证质量一定时,加速度与力成正比的关系;通过改变 可验证力一定时,加速度与质量成反比的关系. (3)将气垫导轨换成滑板,滑块A换成滑块A′,给滑块A′一沿滑板向上的初速度,A′的x-t图线如下图实所示.图线不对称是由于 造成的,通过图线可求得滑块与滑板间的动摩擦因数= . |
◎ 答案
(1) a = 6 m/s2,影响不明显,可忽略。 (2)改变斜面高度h,改变滑块A的质量M及斜面的高度h,且使Mh不变 (3)由于滑动摩擦力, =0.3(0.2-0.4都对). |
◎ 解析
试题分析:(1)从图像可以看出,滑块上滑和下滑过程中的加速度基本相等,所以摩擦力对滑块的运动影响不明显,可以忽略。根据加速度的定义式可以得出 (2)牛顿第二定律研究的是加速度与合外力和质量的关系。当质量一定时,可以改变力的大小,当斜面高度不同时,滑块受到的力不同,可以探究加速度与合外力的关系。由于滑块下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力提供,所以要保证向下的分力不变,应该使不变,所以应该调节滑块的质量及斜面的高度,且使Mh不变。 (3)滑板与滑块间的滑动摩擦力比较大,导致图像成抛物线形。从图上可以读出,滑块上滑和下滑时发生位移大小约为,上滑时间约为,下滑时间约为,上滑时看做反向匀加速运动,根据动学规律有:,根据牛顿第二定律有,下滑时,有,;联立解得 点评:本题难度较大,首先应利用加速度概念,结合速度时间图像求得加速度大小,根据如题的运动情况判断受力情况,摩擦力不变,导致图像成抛物线,利用牛顿第二定律和运动学结合求解 |
◎ 知识点
专家分析,试题“(12分)如图所示,质量为M的滑块A放在气垫导轨B上,C为位移传感器,它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移—时间(x-t)图…”主要考查了你对 【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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