为了解汽车等交通工具在水平路面上加速或减速过程中的加速度,某同学自行设计了一个测量加速度的工具.原理如下:将量角器固定在汽车上,其平面保持竖直,且直边保持水平并
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为了解汽车等交通工具在水平路面上加速或减速过程中的加速度,某同学自行设计了一个测量加速度的工具.原理如下:将量角器固定在汽车上,其平面保持竖直,且直边保持水平并
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为了解汽车等交通工具在水平路面上加速或减速过程中的加速度,某同学自行设计了一个测量加速度的工具.原理如下:将量角器固定在汽车上,其平面保持竖直,且直边保持水平并与汽车前进方向平行;再将一个小球系在细绳的一端,细绳的另一端系在量角器的直边中点上,如图所示.当汽车静止时,小球下垂,细绳正好通过90°角的位置,即为加速度零刻度线;当汽车匀加速或匀减速运动时,细绳会沿量角器的平面向后或向前摆动,稳定后可以通过细绳偏离加速度零刻线的角度大小计算出相对应的加速度的值;最后在量角器的不同角度处标出不同的加速度值.(用g表示重力加速度,sin37°=0.6,cos37°=0.8).
(1)通过计算,说明汽车匀加速运动的加速度为0.75g时的刻度应标在量角器上角度为多少度的位置;
(2)设小球的质量为m,求当细绳偏至第(1)问所标的位置时,细绳对小球的拉力大小.
答案
(1)当汽车以加速度a行驶时,
对小球进行受力分析如图所示
设细绳与竖直方向的夹角为θ,两个力进行合成后有:
mgtanθ=ma
汽车运行的加速度a=gtanθ
当a=0.75g时,tanθ=0.75,θ=37°
故0.75g应标在量角器的53°位置)
(2)由受力分析图可知
拉力
F=
(mg
)
2
+(ma)
2
解得 F=
5
4
mg
即当细绳偏至第(1)问所标的位置时,细绳对小球的拉力大小为
5
4
mg.
举一反三
如图所示,在斜面上,木块A与B的接触面是水平的,绳子呈水平状态,两木块均保持静止.则关于木块A和木块B可能的受力个数分别为( )
A.2个和4个
B.3个和4个
C.4个和4个
D.4个和5个
题型:不详
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如图所示,一个长方形的箱子里面用细线悬吊着一个小球,让箱子分别沿甲、乙两个倾角相同的固定斜面下滑.在斜面甲上运动过程中悬线始终竖直向下,在斜面乙上运动过程中悬线始终与顶板垂直,则箱子运动过程中( )
A.箱子在斜面甲上做匀加速运动
B.箱子在斜面乙上做匀速运动
C.箱子对斜面甲的正压力较大
D.箱子对两个斜面的正压力大小相等
题型:不详
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在倾角为30°的足够长的斜面上,有一重10N的物体,被平行于斜面的大小为8N的恒力F推着沿斜面匀速上滑,如图所示,g取10m/s
2
.在推力F突然消失的瞬间( )
A.物体所受合力为8N
B.物体所受摩擦力方向与原来相反
C.物体与斜面间的动摩擦因数小于0.4
D.推力F消失后,物体将沿斜面上滑,最后静止在斜面上
题型:不详
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重
100
3
(N)的由轻绳悬挂于墙上的小球,搁在轻质斜板上,斜板搁于墙角.不计一切摩擦,球和板静止于图示位置时,图中α角均为30°.求:悬线中张力和小球受到的斜板的支持力各多大?小球与斜板接触点应在板上何处?板两端所受压力多大?(假设小球在板上任何位置时,图中α角均不变)
题型:不详
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如图所示,将长为50cm、质量为10g的均匀金属棒ab的两端用两只相同的弹簧悬挂成水平状态,位于垂直于纸面向里的匀强磁场中,当金属棒中通以0.4A电流时,弹簧恰好不伸长,求:匀强磁场的磁感应强度是多大?
题型:不详
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