【題目】在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室里，一根足夠長(zhǎng)的均勻直細(xì)桿與水平面成θ=固定，質(zhì)量為m=2kg的小球穿在細(xì)桿上靜止于細(xì)桿底端O，如圖甲所示。開啟送風(fēng)裝置，有水平向右的恒定風(fēng)力F作用于小球上，在t1=2s時(shí)風(fēng)停止。小球沿細(xì)桿運(yùn)動(dòng)的部分v一t圖象如圖乙所示，取g=10m/s2， sin=0.6， cos＝0.8，忽略浮力。求:

（1）小球與細(xì)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和水平風(fēng)力F的大小

（2）小球沿桿上升的最大位移的大小

（3）風(fēng)停后再經(jīng)5s，小球的速度

【答案】（1）0.5，50N. （2）75m. （3）4m/s.

【解析】

(1)取沿桿向上為正方向，由圖象可知：

在0～2 s內(nèi)加速度為：

在2～5 s內(nèi)加速度為：

有風(fēng)力時(shí)的上升過(guò)程，小球受力分析如圖所示；

由牛頓第二定律得：Fcosθ-μ（mgcosθ+Fsinθ）-mgsinθ=ma1
停風(fēng)后的上升階段，小球受力分析如圖所示；

根據(jù)牛頓第二定律有：-μmgcosθ-mgsinθ=ma2
解得：

μ=0.5

F=50 N

(2)在v-t圖象中，圖線與坐標(biāo)軸所圍的面積表示位移即小球沿桿上升的最大位移為：

(3)風(fēng)停后，由牛頓第二定律得： mgsinθ-μmgcosθ=ma3

代入數(shù)據(jù)解得：

a3=2m/s2

由圖象可知風(fēng)停后5s內(nèi)，小球沿桿下滑了2s，則此時(shí)速度為：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】飛球調(diào)速器是英國(guó)工程師詹姆斯·瓦特于1788年為蒸汽機(jī)速度控制而設(shè)計(jì)，如圖（a）所示，這是人造的第一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。如圖（b）所示是飛球調(diào)速器模型，它由兩個(gè)質(zhì)量為m的球通過(guò)4根長(zhǎng)為的輕桿與豎直軸的上、下兩個(gè)套筒鉸接。上面套筒固定，下面套筒質(zhì)量為M，可沿軸上下滑動(dòng)。不計(jì)一切摩擦，重力加速度為g，當(dāng)整個(gè)裝置繞豎直軸以恒定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（飛球調(diào)速器的旋轉(zhuǎn)速度和蒸汽機(jī)相同）：

(1)求此時(shí)輕桿與豎直軸之間的夾角的余弦值；

(2)為實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸汽機(jī)的自動(dòng)控制（即將蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在一定范圍內(nèi)），由于擾動(dòng)，當(dāng)套筒下移時(shí)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)使蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速升高還是降低？請(qǐng)簡(jiǎn)述其控制原理。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】可見光的波長(zhǎng)的大致范圍是400~760nm。右表給出了幾種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長(zhǎng)，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

金屬

鎢

鈣

鈉

鉀

極限波長(zhǎng)

（nm）

274

388

542

551

A.表中所列金屬，鉀的逸出功最大

B.只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)或強(qiáng)度足夠大，所有波長(zhǎng)的可見光都可以使鈉發(fā)生光電效應(yīng)

C.用波長(zhǎng)760nm的光照射金屬鈉、鉀，則鈉逸出的光電子最大初動(dòng)能較大

D.用波長(zhǎng)400nm的光照射金屬鈉、鉀，則鉀逸出的光電子最大初動(dòng)能較大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一個(gè)電荷量為,質(zhì)量為的帶電粒子,由靜止經(jīng)電壓為U1=1600V的加速電場(chǎng)加速后,立即沿中心線O1O2垂直進(jìn)入一個(gè)電壓為U2=2400V的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),然后打在垂直于O1O2放置的熒光屏上的P點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極板間距為d=8cm,極板長(zhǎng)L=8cm,極板的右端與熒光屏之間的距離也為L=8cm。整個(gè)裝置如圖示(不計(jì)粒子的重力)求：

(1)粒子出加速電場(chǎng)時(shí)的速度v0；

(2)粒子出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏移距離y；

(3)P點(diǎn)到O2的距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為一勻強(qiáng)電場(chǎng)，某帶電粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服重力做的功為2.0 J，電場(chǎng)力做的功為4.5 J，克服空氣阻力做功為1J．則下列說(shuō)法不正確的是(　　)

A. 粒子帶正電

B. 粒子在A點(diǎn)的機(jī)械能比在B點(diǎn)大1 J

C. 粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)小1.5 J

D. 粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)大4.5 J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)菱形框架繞著過(guò)對(duì)角線的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在兩條邊上各套有一個(gè)質(zhì)量相等的小球A、B。整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程小球相對(duì)框架沒有發(fā)生滑動(dòng)，A與B到軸的距離相等。則有（　�。�

A.A、B兩球所受的合力大小不等

B.A、B兩球所受的合力大小相等

C.框架對(duì)A球的彈力方向一定垂直球A所在的邊斜向上

D.框架對(duì)B球的彈力方向一定垂直球B所在的邊斜向下

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組準(zhǔn)備測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。

（1）如圖所示電路中的虛線是該小組同學(xué)正準(zhǔn)備接入的最后一根導(dǎo)線。請(qǐng)指出圖中在器材操作上存在的兩個(gè)錯(cuò)誤之處：________________；________________。

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的多組“電阻箱阻值R和對(duì)應(yīng)電流表示數(shù)I”數(shù)據(jù)，作出關(guān)系圖像，如圖所示。由圖像可得出該干電池的電動(dòng)勢(shì)為__________V；內(nèi)阻為_________Ω。（保留兩位小數(shù)）

（3）該小組同學(xué)繼續(xù)探究用不同方法測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，他們提出的實(shí)驗(yàn)方案中有如下四種器材組合。為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，最不可取的一組器材是（__）

A．一個(gè)伏特表和一個(gè)電阻箱

B．一個(gè)安培表和一個(gè)電阻箱

C．一個(gè)安培表、一個(gè)伏特表和一個(gè)滑動(dòng)變阻器

D．一個(gè)安培表、一個(gè)伏特表和兩個(gè)定值電阻

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，虛線表示電場(chǎng)的一簇等勢(shì)面且相鄰等勢(shì)面間電勢(shì)差相等，一個(gè)a粒子以一定的初速度進(jìn)入電場(chǎng)后，只在電場(chǎng)力作用下沿實(shí)線軌跡運(yùn)動(dòng)，a粒子先后通過(guò)M點(diǎn)和N點(diǎn)．在這一過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，由此可判斷出（　�。�

A. a粒子在N點(diǎn)的電勢(shì)能比在M點(diǎn)的電勢(shì)能大

B. N點(diǎn)的電勢(shì)低于M點(diǎn)的電勢(shì)

C. a粒子在M點(diǎn)的速率小于在N點(diǎn)的速率

D. a粒子在M點(diǎn)受到的電場(chǎng)力比在N點(diǎn)受到的電場(chǎng)力大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，閉合的矩形導(dǎo)體線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著OO′方向觀察，線圈沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈匝數(shù)為n，ab邊的邊長(zhǎng)為L1，ad邊的邊長(zhǎng)為L2，線圈電阻為R，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)（ ）

A. 線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>abcda

B. 線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2nBL2ω

C. 穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最大

D. 線圈ad邊所受安培力的大小為，方向垂直紙面向里

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同步練習(xí)冊(cè)答案