题文
如(a)图,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(s-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=9.8m/s2,结果可保留一位有效数字)
(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(b)图所示.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;实验时通过改变______,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
s-t图线如(c)图.图线不对称是由于______造成的,通过图线可求得滑板的倾角θ=______(用反三角函数表示),滑块与滑板间的动摩擦因数μ=______.


题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)从图象可以看出,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a=v-v0t=3.0-00.5m/s2=6m/s2
(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Mg•hl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,导致图象成抛物线形.
从图上可以读出,滑块上滑和下滑时发生位移大小约为x=0.84m-0.20m=0.64m
上滑时间约为t1=0.4s,下滑时间约为t2=0.6s,上滑时看做反向匀加速运动,
根据动学规律有:x=12a1t12,根据牛顿第二定律有mgsinθ+μmgcosθ=ma1
下滑时,有x=12a2t22,mgsinθ-μmgcosθ=ma2
联立解得sinθ=0.58,θ=arcsin0.58,μ=0.27
故答案为:(1)6 不明显,可忽略
(2)斜面高度h 滑块A的质量M及斜面的高度h,且使Mh不变
(3)滑动摩擦力 arcsin0.58 0.27
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解析
v-v0t
考点
据考高分专家说,试题“如(a)图,质量为M的滑块A放在气垫导轨.....”主要考查你对 [加速度 ]考点的理解。
加速度
定义:
在匀变速直线运动中,速度的变化量Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比值,叫做匀变速直线运动的加速度,用a表示。加速度即速度的变化率。
物理意义:
加速度是表示速度变化的快慢与改变方向的物理量。
公式:,加速度的国际制单位是米每二次方秒,符号m/s2。
方向:
与速度变化Δv的方向一致,但不一定与v的方向一致,从加速度的产生上来说,加速度的方向与合外力的方向相同。
方法与知识感悟:
加速度、速度与速度变化率的区别和理解:
①加速度是描述速度变化快慢的物理量,不是描述速度大小的物理量,所以与速度的大小没有必然联系
②加速度实质是由物体的受力和物体的质量决定的.从运动学的角度来看,加速度由速度的变化与变化所用时间的比值来量度,说明加速度不是仅仅由速度的变化决定的;
③加速度的方向与速度的方向没有必然联系,但与速度变化的方向一致,其实质是与物体所受到的合外力方向一致.
④加速度即速度的变化率.速度的变化量大,速度的变化率不一定大,速度达最大时,速度的变化率可为零。
例:
在变速直线运动中,下面关于速度和加速度关系的说法,正确的是( )
A.加速度与速度无必然联系
B.速度减小时,加速度也一定减小
C.速度为零时,加速度也一定为零
D.速度增大时,加速度也一定增大
答案:A


