(1)本实验中,下列选项中可以减小实验误差的是____ . A.细绳OB和OC间的夹角尽量小些 B.两弹簧秤读数的差值要适当小些 C.拉橡皮筋的细绳要稍短一些
D.实验中,若将OB换成橡皮筋,对实验验证不会发生影响.
(2)另一实验小组对本实验方法进行创新:找到一根橡皮筋和一个弹簧测力计,他们进行了如下操作,请将实验操作和处理补充完整。 ①用刻度尺测量橡皮筋的自然长度L=20cm;
②将橡皮筋一端固定在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉橡皮筋的另一端,测量橡皮筋的长度,记录测力计的示数,分析数据,得出结论:橡皮筋的弹力与其伸长量成正比,且比例系数为k=0.10N/cm;
③将橡皮筋的两端固定在水平面上的A、B两点,A、B两点间距为20cm;
④将弹簧测力计挂在橡皮筋的中点,用手在水平面内沿垂直方向拉测力计,稳定后如图1所示,测得橡皮筋的总长度为40cm,。弹簧测力计的示数如图所示,则读数为F=____N; ⑤根据上述数据可求的橡皮筋此时的弹力T=____N;
⑥在图1中根据给出的标度,作出橡皮筋对挂钩拉力的合力F’的图示________; ⑦比较F’与____(填物理量的符号)的大小是否相等、方向是否相同,即可得出实验结论。 【答案】 (1). BD (2). 3.46(3.45~3.47) (3). 2.00(2或2.0) (4).
(5). F 【解析】
【详解】(1)[1] AB.实验是通过作图得出结果,两力夹角太小不利于作图,故两个分力F1、F2间的夹角适当大些,在不超出量程的情况下为了减小误差应让拉力尽大点,但两力的差值应尽量小些,A错误B正确;
C.为了准确记下拉力的方向,故采用两点描线时两点应尽量距离大一些,故细绳应长些,C错误;
D.实验中我们只需使两个力的效果与一个力的效果相同即可,若将细绳换成橡皮筋,对实验结果没有影响,D正确;
(2)[2]弹簧秤的最小刻度为0.1N,则读数为3.46N. [3]根据胡克定律得,橡皮筋的弹力
T?kx?0.1?20N?2.00N;
[4]运用图示法作出拉力的合力F?,如图所示:
[5]比较F?与F的大小是否相等、方向是否相同,即可得出实验结论。
三.计算题(本题共2小题,共28分,按题目要求作答。计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
18.如图所示,物体A、B叠放在倾角为α=37°的斜面上.A、B的质量分别为mA=2kg,mB=2.5kg.A、B之间的动摩擦因数μ1=0.5,B与斜面之间的动摩擦因数μ2=0.4.拉着物体A的绳子沿水平方向固定在斜面顶端.现在用平行斜面向下的拉力F把B物体匀速拉动(A静止).求
(1)A、B之间滑动摩擦力的大小; (2)所需拉力F的大小.
【答案】(1)T=40N,f=20N (2)29N 【解析】
试题分析:(1)对A进行分析
根据平衡条件可以得到:Tcos??f?GAsin?,FN?Tsin??GAcos?,f??FN 得T?mgsin???cos??40N,f?20N。
cos???sin?(2)对于AB整体,根据平衡条件有:FN?Tsin??GABcos?,f??FN?24N
F?Tcos??f?GABsin??29N。
考点:共点力平衡的条件及其应用
【名师点睛】本题为物体受力平衡条件的应用,关键点是摩擦力的方向,根据平衡条件列出平衡方程,整理可以得到结果。
19.如图,甲、乙两名运动员在训练2×100m接力赛跑。己知甲、乙两运动员的起跑过程可看成加速度大小为2m/s2的匀加速运动,且经加速后都能达到并保持vm=8m/的速度跑完全程。已知接力区的长度为L=18m,乙在接力区前端听到口令时起跑,在甲乙相遇时完成交接棒,假设接棒动作不影响运动员的速度大小。
(1)在某次练习中,甲以vm=8m/s的速度跑到接力区前端s0=12m处时,向乙发出起跑口令,求此次练习中交接棒处离接力区前端的距离;
(2)为了取得最好成绩,需要乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,则甲应在距离接力区前端多远时对乙发出起跑口令?他们跑完2×l00m全程的最好成绩(从甲起跑开始,至乙到达终点的总时间)是多少?
(3)若接力区的长度只有L′=9m,则他们的最好成绩又是多少?甲应在距离接力区前端多远是对已发出起跑口令?
【答案】(1)4m (2)16m,27s (3)27.125s,15m 【解析】 【分析】
甲乙两人不是从同一地点出发的,当已追上甲时,它们的位移关系是s0?12at?vt,由此2可以求得需要的时间,进而求乙的位移.当两人的速度相等时,两车的距离为零,即处于同一位置.结合位移关系进行求解.
【详解】(1)设乙起跑后经t时间被追上,则
1vmt?at2?s0
2解得t=2s(6s舍) 故x=x?12at?4m 2vm?4s a(2)乙从起跑到加速至最大速度时间为t0,则t0?这段时间内乙的位移x0?12at0?16m?L?18m, 2故乙起跑时,与甲的距离为
?x?vmt0?x0?16m
这种情况之下,接力棒随甲运动员从静止开始加速至最大速度vm后,保持vm做匀速运动,直至到达终点,加速过程时间
t0=4s,设匀速运动过程时间为t1,则
t1?s?x0?23s vm其中s为2×100m赛跑的总位移,即s=200m。 故t总=t0+t1=27s
(3)由于L’