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某同学利用图示装置来研究弹簧弹力与形变的关系。 设计的实验如下:A、B是质量均为...

某同学利用图示装置来研究弹簧弹力与形变的关系。 设计的实验如下:A、B是质量均为m0的小物块,A、B间由轻弹簧相连,A的上面通过轻绳绕过两个定滑轮与一个轻质挂钩相连。挂钩上可以挂上不同质量的物体C。物块B下放置一压力传感器。物体C右边有一个竖直的直尺,可以测出挂钩的下移的距离。整个实验中弹簧均处于弹性限度内,重力加速度g=98m/s2。实验操作如下:             

      

1不悬挂物块C,让系统保持静止,确定挂钩的位置O,并读出压力传感器的示数F0

2每次挂上不同质量的物块C,用手托出,缓慢释放。测出系统稳定时挂钩相对O点下移的距离xi,并读出相应的压力传感器的示数Fi

3以压力传感器示数为纵轴,挂钩下移距离为横轴,根据每次测量的数据,描点作出F-x图像如图所示。

①由图像可知,在实验误差范围内,可以认为弹簧弹力与弹簧形变量成   填“正比”“反比”“不确定关系”

②由图像可知:弹簧劲度系数k=    N/m;

③如果挂上物块C的质量mc=3m0,并由静止释放。当压力传感器的示数为零时,物块C的速度v0      m/s。

 

①正比;②98;③1.4 【解析】 试题分析:①对B分析,根据平衡有:F弹+mg=F,可知F与弹簧弹力成线性关系,又F与x成线性关系,可知弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比. ②由题意可知,F-x图线斜率的绝对值表示弹簧的劲度系数,则. ③未挂物块C时,弹簧处于压缩,弹力等于m0g,当压力传感器示数为零时,可知弹簧处于伸长,弹力为m0g,可知弹簧的压缩量和伸长量相等,则弹簧的弹性势能不变,根据系统机械能守恒知,(mc−m0)gh=(mc+m0)v2,因为h=0.2m,mc=3m0,代入数据解得v0=1.4m/s. 考点:研究弹簧弹力与形变的关系 【名师点睛】本题间接地通过压力传感器与挂钩下移距离的关系得出弹簧弹力和弹簧形变量之间的关系,这是实验的一种创新,对于第三问,有一定的难度,关键挖出隐含条件,即初末状态弹簧弹性势能相等,结合系统机械能守恒进行求解。  
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考点分析:
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如图所示,将小砝码放在桌面上的薄纸板上,若砝码和纸板的质量分别为M和m,各接触面间的动摩擦因数均为μ,砝码到纸板左端的距离和到桌面右端的距离均为d。现用水平向右的恒定拉力F拉动纸板,下列说法正确的是

A纸板相对砝码运动时,纸板所受摩擦力的大小为

B要使纸板相对砝码运动,F一定大于

C若砝码与纸板分离时的速度小于,砝码不会从桌面上掉下

D时,砝码恰好到达桌面边缘

 

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从地面上以初速度v0=10 m/s竖直向上抛出一质量为m=02 kg的小球,若运动过程中小球受到的空气阻力f与其速率v成正比,其关系为f=kv,小球运动的速率随时间变化规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1=2 m/s,且落地前已经做匀速运动取g=10 m /s2,则以下说法正确的是

Ak的值为1kgs/m

B小球在上升阶段速度大小为1 m/s时,加速度大小为20 m/s2

C小球抛出瞬间的加速度大小为60 m/s2

D小球抛出到落地过程中所用时间为12s

 

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如图所示,相同乒乓球1、2恰好在等高处水平越过球网,不计乒乓球的旋转和空气阻力,乒乓球自最高点到落台的过程中,正确的是   

A球1和球2在空中可能相遇

B球1的飞行时间大于球2的飞行时间

C球1的速度变化率等于球2的速度变化率   

D落台时,球1的重力功率等于球2的重力功率

 

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如图所示,在竖直平面内有一金属环,环半径为05m,金属环总电阻为,在整个竖直平面内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B=1T, 在环的最高点上方A点用铰链连接一长度为15 m,电阻为的导体棒AB,当导体棒AB摆到竖直位置时,导体棒B端的速度为3m/s.已知导体棒下摆过程中紧贴环面且与金属环有良好接触,则导体棒AB摆到竖直位置时AB两端的电压大小为

A. 04V    B. 065V

C. 225V    D. 45V

 

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如图所示,在直角坐标系xoy中,x轴上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向外。许多质量为m、电荷量为+q的粒子,以相同的速率v沿纸面内,由x轴负方向与y轴正方向之间各个方向从原点O射入磁场区域。不计重力及粒子间的相互作用。下列图中阴影部分表示带电粒子在磁场中可能经过的区域,其中R=mv/qB,正确的图是   

 

 

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