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在水平长直轨道上,有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动...

在水平长直轨道上,有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动。某时刻将一质量为m的小滑块轻放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数为μ

1)证明:若滑块最终停在小车上,滑块与车面摩擦产生的内能Q是一个与动摩擦因数μ无关的定值;

2)已知滑块与车面间动摩擦因数μ=02,滑块质量m=1kg,车长L=2m,车速v0=4m/sg10m/s2,当滑块放到车面中点的同时对该滑块施加一个与车运动方向相同的恒力F,要保证滑块不能从车的左端掉下,恒力F的大小应该满足的条件;

3)在(2)的情况下,力F取最小值时要保证滑块不从车上掉下,求力F的作用时间t

 

(1)见解析;(2)F6N (3) 【解析】试题分析:(1)由题意知滑块相对平板车静止时速度为v0,根据牛顿第二定律,有: 对滑块: ………………① ………………② 滑块相对车面滑动的距离: ………………③ 滑块与车面摩擦产生的内能: ………………④ 联解①②③④得: (Q为与动摩擦因数μ无关的定值)。 ………………⑤ (2)设恒力F作用下滑块加速度为a1,经过时间t1后速度达到v0,要滑块不从左端掉下小车,即此时还未到达车的左端,由牛顿第二定律有: ………………⑥ ………………⑦ ………………⑧ 联解⑥⑦⑧得:F6N ………………⑨ (3)F取最小值时,滑块经过时间t1运动到车左端后速度达到v0,为使滑块恰不从右端滑出,滑块在F作用下相对车先向右做匀加速运动(设加速度大小为a2,时间为t2),再撤去外力F做匀减速运动(设加速度大小为a3),到达右端时恰与车达到共同速度v0,则有:………………⑩ ………………(11) ………………(12) F的作用时间t应满足: ………………(13) 联解⑥⑦⑨⑩(11)(12)(13)得: ………………(14) 考点:牛顿第二定律的综合应用 【名师点睛】对物体运动的正确判断,物体从端不滑下的前提是车的位移-物体的位移小于车长的一半,物体不从右端滑出,物体在力F作用下加速运动,当撤去F后,物体在滑动摩擦力作用下做减速直线运动,当速度与车相同时,注意车和物体的位移关系。  
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考点分析:
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如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在平面的第一象限内存在以x轴、y轴及双曲线的一段为边界的匀强电场区域Ⅰ;在第二象限存在的匀强电场区域Ⅱ。两电场场强大小均为E。将一电子从电场区域Ⅰ的边界B点处由静止释放。已知电子的电量为e,质量为m不计电子所受重力,求:

1电子刚进入区域Ⅱ时速度vc的大小;

2电子离开CNPO区域时的坐标。

 

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图甲所示为验证机械能守恒定律的实验装置,某同学完成了一系列实验操作后,得到了如图乙所示的一条纸带。现选取纸带上某清晰的点标为0,然后每两个计时点取一个计数点,分别标记为123456,用刻度尺量出计数点l234560点的距离分别为h1h2h3h4h5h6。(重力加速度为g

1)已知打点计时器的打点周期为T,可求出打各个计数点时对应的速度分别为v1v2v3v4v5,其中v5的计算式v5_____

2)若重锤的质量为m,取打点0时重锤所在水平面为参考平面,分别算出打各个计数点时对应重锤的势能Epi和动能Eki,则打计数点3时对应重锤的势能Ep3_____ (用题中所给物理量的符号表示);接着在E—h坐标系中描点作出如图丙所示的EkhEph图线,求得Eph图线斜率的绝对值为k1Ekh图线的斜率为k2,则在误差允许的范围内,k1_____k2(填“>”“<”“=”)时重锤的机械能守恒。

3)关于上述实验,下列说法中正确的是_____

A.实验中可用干电池作为电源

B.为了减小阻力的影响,重锤的密度和质量应该适当大些

C.实验时应先释放纸带后接通电源

D.图丙Ek—h图线纵轴上的截距表示重锤经过参考平面时的动能

 

4)无论如何改进实验方法和措施,总有重力势能的改变量大于动能的改变量,原因是:_____

 

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用如图甲所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于A点,另一端B连接细绳绕过定滑轮挂钩码,旁边竖直固定一最小刻度为mm的刻度尺,当挂两个钩码时,绳上一定点P对应刻度如图乙中ab虚线所示,再增加一个钩码后,P点对应刻度如图乙中cd虚线所示,已知每个钩码质量为50g,重力加速度g=98m/s2,则被测弹簧的劲度系数为_____N/m。挂三个钩码时弹簧的形变量_____cm。

 

 

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在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块AB,它们的质量分别为m1m2,弹簧劲度系数为kC为一固定挡板,系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动,当物块B刚要离开挡板C时,物块A运动的距离为d,速度为v,则此时

A物块B的质量满足

B物块A的加速度为

C拉力做功的瞬时功率为

D此过程中,弹簧弹性势能的增加量为

 

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如图所示,水平转台上有一个质量为m的物块,用长为l的轻质细绳将物块连接在转轴上,细绳与竖直转轴的夹角θ=30°,此时绳伸直但无张力,物块与转台间动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块随转台由静止开始缓慢加速转动,角速度为ω,重力加速度为g,则

A时,细绳的拉力为0

B时,物块与转台间的摩擦力为0

C时,细绳的拉力大小为

D时,细绳的拉力大小为

 

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