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如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,另一自由端恰好与水平线AB齐平,...

如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,另一自由端恰好与水平线AB齐平,静止放于光滑斜面上,一长为L的轻质细线一端固定在O点,另一端系一质量为m的小球,将细线拉至水平,此时小球在位置C,由静止释放小球,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断,D点到AB的距离为h,之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩,弹簧的最大压缩量为x,重力加速度为g.求:
(1)细绳所能承受的最大拉力;
(2)斜面的倾角θ的正切值;
(3)弹簧所获得的最大弹性势能.

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(1)根据机械能守恒定律求出小球在D点的速度,再根据竖直方向上的合力提供向心力,运用牛顿第二定律求出绳子的最大拉力. (2)球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩,知绳子断裂后,做平抛运动,落到地面上的速度与斜面平行,求出平抛运动竖直方向上的分速度,从而求出斜面的倾角θ的正切值. (3)根据速度的合成求出A点的速度,根据系统机械能守恒求出弹簧的最大弹性势能. 【解析】 (1)小球由C到D,机械能守恒mgL=mv12,v1= 在D点,F-mg=m,F=3mg 由牛顿第三定律知,细绳所能承受的最大拉力为3mg. (2)小球由D到A做平抛运动vy=,tanθ==. (3)小球到达A点时vA2=vy2+v12=2g(h+L) 在压缩弹簧的过程中小球与弹簧组成的系统机械能守恒Ep=mg•x•sinθ+mvA2 所以Ep=mg(x•+h+L). 答:(1)细绳所能承受的最大拉力为3mg. (2)斜面的倾角θ的正切值为. (3)弹簧所获得的最大弹性势能为mg(x•+h+L).
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考点分析:
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(选修模块3-3)
(1)下列说法中正确的是______
A.温度相同的氢气和氧气,氢气分子和氧气分子的平均速率相同
B.夏天荷叶上小水珠呈球状,是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故
C.晶体一定具有规则形状,且有各向异性的特征
D.分子间的距离r存在某一值r,当r大于r时,分子间斥力大于引力;当r小于r时斥力小于引力
(2)如图所示,一定质量的理想气体发生如图所示的状态变化,状态A与状态B 的体积关系为VA______VB(选填“大于”、“小于”或“等于”); 若从A状态到C状态的过程中气体对外做了100J的功,则此过程中______(选填“吸热”或“放热”)
(3)冬天到了,很多同学用热水袋取暖.现有某一热水袋内水的体积约为400cm3,它所包含的水分子数目约为______个.(计算结果保留1位有效数字,已知1mol水的质量约为18g,阿伏伽德罗常数取6.0×1023mol-1

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某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时,电阻值与长度的关系.选取了一根乳胶管,里面灌满了盐水,两端用粗铜丝塞住管口,形成一段封闭的盐水柱.进行了如下实验:
(1)该小组将盐水柱作为纯电阻,粗测其电阻约为几千欧.现采用伏安法测盐水柱的电阻,有如下实验器材供选择:
A.直流电源:电动势12V,内阻很小,额定电流为1A;
B.电流表A1:量程0~10mA,内阻约10Ω;
C.电流表A2:量程0~600mA,内阻约0.5Ω;
D.电压表V:量程0~15V,内阻约15kΩ;
E.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω;
F.滑动变阻器R2:最大阻值5kΩ;
G.开关、导线等
在可供选择的器材中,应选用的电流表是______(填“A1”或“A2”),应该选用的滑动变阻器是______(填“R1”或
“R2”).
(2)该小组已经完成部分导线的连接,请你在如图(1)实物接线图中完成余下导线的连接.
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(3)握住乳胶管的两端把它均匀拉长,多次实验测得盐水柱长度L、电阻R的数据如下表:
实验次数123456
长度L(cm)20.025.030.035.040.045.0
电阻R(kΩ)1.32.13.04.15.36.7
为了研究电阻R与长度L的关系,该小组用纵坐标表示电阻R,作出了如图(2)所示的图线,你认为横坐标表示的物理量是______
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光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系,其 NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).小车上固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2
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(1)该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,保持M>>m,这样做的目的是   
(2)为了计算出小车的加速度,除了测量d、t1和t2之外,还需要测量    ,若上述测量量用x表示,则用这些物理量计算加速度的表达式为a=   
(3)某位同学经过测量、计算得到如下表数据,请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系图象.
组别1234567
M/kg0.580.580.580.580.580.580.58
F/N0.100.150.200.250.300.350.40
a/m•s-20.130.170.260.340.430.510.59
(4)由图象可以看出,该实验存在着较大的误差,产生误差的主要原因是:
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(1)用螺旋测微器测圆柱体的直径时,示数如图甲所示,此示数为______mm,用分度为0.05mm的游标卡尺测量某物体的厚度时,示数如图乙所示,此示数为______mm.manfen5.com 满分网
(2)在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图中甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
(a)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是______
(b)本实验采用的科学方法是______
A.理想实验法         B.等效替代法      C.控制变量法         D.建立物理模型法manfen5.com 满分网
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manfen5.com 满分网电视天线放大器能够将室外天线接收到的微弱电视信号放大,使得电视机更清晰,放大器放置在室外的天线附近,为它供电的电源盒放置在室内,连接电源盒与放大器的两条电线兼有两种功能:既是天线放大器50Hz低频电源线,同时又将几百MHz高频电视信号送人室内,供电视机使用,这就是说,低频电流与高频电流共用一个通道.室内电源盒的内部电路如图所示,关于电容器C和电感线圈L的作用,下面说法正确的是( )
A.高频电视信号经过电容器C输送给电视机
B.电容器C对高频电视信号没有阻碍作用
C.电感线圈L的作用是阻碍高频电视信号进入变压器
D.电感线圈L对50Hz低频没有阻碍作用
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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