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如图所示的轨道由半径为R的光滑圆弧轨道AB、竖直台阶BC、足够长的光滑水平直轨道...

如图所示的轨道由半径为R光滑圆弧轨道AB、竖直台阶BC、足够长的光滑水平直轨道CD组成.小车的质量为M,紧靠台阶BC且上水平表面与B点等高.一质量为m的可视为质点的滑块自圆弧顶端A点由静止下滑,滑过圆弧的最低点B之后滑到小车上.已知M=4m,小车的上表面的右侧固定一根轻弹簧,弹簧的自由端在Q点,小车的上表面左端点PQ点之间是粗糙的,滑块与PQ之间表面的动摩擦因数为μQ点右侧表面是光滑的.求:

1)滑块滑到B点的瞬间对圆弧轨道的压力大小.

2)要使滑块既能挤压弹簧,又最终没有滑离小车,则小车上PQ之间的距离应在什么范围内?(滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内)

 

(1)滑块滑到B点的瞬间对圆弧轨道的压力大小3mg. (2)PQ之间的距离L应满足的范围是 【解析】试题分析:(1)设滑块滑到B点的速度大小为v,到B点时轨道对滑块的支持力为N,由机械能守恒定律有 …① 滑块滑到B点时,由牛顿第二定律有: …② 联立①②式解得:N=3mg…③ 根据牛顿第三定律,滑块在B点对轨道的压力大小为:N′=3mg (2)滑块最终没有离开小车,滑块和小车必然具有共同的末速度设为u,滑块与小车组成的系统动量守恒,有mv=(M+m)u…④ 若小车PQ之间的距离L足够大,则滑块可能不与弹簧接触就已经与小车相对静止,设滑块恰好滑到Q点,由功能关系有…⑤ 联立①④⑤式解得:…⑥ 若小车PQ之间的距离L不是很大,则滑块必然挤压弹簧,由于Q点右侧是光滑的,滑块必然被弹回到PQ之间,设滑块恰好回到小车的左端P点处,由功能关系有 …⑦ 联立①④⑦式解得…⑧ 综上所述并由⑥⑧式可知,要使滑块既能挤压弹簧,又最终没有离开小车,PQ之间的距离L应满足的范围是:…⑨  
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考点分析:
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如图所示,质量分别为m1=1kg,m2=3kg的小车A和B静止在水平面图1上,小车A的右端水平连接一根轻弹簧,小车B以水平向左的初速度v0向A驶来,与轻弹簧相碰之后,小车A获得的最大速度为v=6m/s,如果不计摩擦,也不计相互作用过程中机械能损失,求:

①小车B的初速度v0

②A和B相互作用过程中,弹簧获得的最大弹性势能.

 

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一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5m的位置B处是一面墙,如图所示.物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s,碰后以6m/s的速度反向运动.g取10m/s2

(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;

(2)若碰撞时间为0.05s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F.

 

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如图甲所示,质量m=6.0×10﹣3 kg、边长L=0.20m、电阻R=1.0Ω的正方形单匝金属线框abcd,置于倾角α=30°的绝缘斜面上,ab边沿水平方向,线框的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感应强度B随时间t按图乙所示的规律周期性变化,若线框在斜面上始终保持静止,取g=10m/s2,试求:

(1)在02.0×10﹣2s内线框中产生的感应电流的大小.

(2)在t=1.0×10﹣2s时线框受到斜面的摩擦力.

 

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氢原子的能级如图所示,当氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时,辐射的光子照射在某金属上,刚好能发生光电效应,则该金属的逸出功为      eV.现有一群处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁,在辐射出的各种频率的光子中,能使该金属发生光电效应的频率共有      种.

 

 

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用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验:

(1)先测出可视为质点的两滑块A、B的质量分别为m、M及滑块与桌面间的动摩擦因数μ;

(2)用细线将滑块A、B连接,使A、B间的轻弹簧处于压缩状态,滑块B恰好紧靠桌边;

(3)剪断细线,测出滑块B做平拋运动的水平位移x1,滑块A沿水平桌面滑行距离为x2(未滑出桌面);

为验证动量守恒定律,写出还需测量的物理量及表示它们的字母      ;如果动量守恒,需要满足的关系式为      

 

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