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如图所示,挡板P固定在足够高的水平桌面上,小物块A和B大小可忽略,它们分别带有+满分5 manfen5.com和+满分5 manfen5.com的电量,质量均为m,两物块由绝缘的轻弹簧连接,一不可伸长的轻绳跨过滑轮,一端与B连接,另一端连接一轻质小钩。整个装置处于场强为E,方向水平向左的匀强电场中,A.B开始静止,已知弹簧的劲度系数为k,不计一切摩擦以及A.B间的库仑力,A.B所带电量保持不变,B不会碰到滑轮。

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(1)若在小钩上挂一质量为m的小物块C并由静止释放,可使物块A恰好离开挡板P,求物块C下落的最大高度;

(2)若C的质量改为2m,则当A刚离开挡板P时,B的速度多大?

 

(1)(2) 【解析】 试题分析:(1)开始时弹簧形变量为,由平衡条件有: 得:…① 设当A刚离开档板时弹簧的形变量为,有:,得:…② 故C下降的最大距离为: …③ 由①~③式可解得:…④ (2)由能量守恒定律可知:C下落h过程中,C重力势能的减少量等于B的电势能的增量和弹簧弹性势能的增量以及系统动能的增量之和,当C的质量为m时:…⑤ 当C的质量为2m时,设A刚离开挡板时B的速度为v,则有:…⑥ 由④~⑥式可解得A刚离开P时B的速度为: 考点:考查了能量守恒定律,共点力平衡条件 【名师点睛】本题过程较繁杂,涉及功能关系多,有弹性势能、电势能、重力势能等之间的转化,全面考察了学生综合分析问题能力和对功能关系的理解及应用,难度较大.对于这类题目在分析过程中,要化繁为简,即把复杂过程,分解为多个小过程分析,同时要正确分析受力情况,弄清系统运动状态以及功能关系.  
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考点分析:
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一宇航员在半径为R、密度均匀的某星球表面,做如下实验,用不可伸长的轻绳栓一质量为m的小球,上端固定在O点,如图甲所示,在最低点给小球某一初速度,使其绕O点在竖直面内做圆周运动,测得绳的拉力F大小随实际t的变化规律如图乙所示,满分5 manfen5.com为已知量,引力常量为G,忽略各种阻力,求:

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(1)星球表面的重力加速度;

(2)星球的密度。

 

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在做“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某实验小组采用如图1所示的装置,实验步骤如下:

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A.把纸带的一端固定在小车上,另一端穿过打点计时器的限位孔;

B.调整木板的倾角,以重力沿斜面向下的分力平衡小车以及纸面受到的摩擦力

C.用细线将木板上的小车通过定滑轮与沙桶相连;

D.接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一系列的点

E.换上新的纸带,在沙桶中依次加入适量的砂子,重复d步骤多次,得到几条点迹清晰的纸带。

现测出了其中一条纸带上的距离,如图2所示,已知打点计时器周期为0.02s,则这条纸带上C点速度的大小满分5 manfen5.com=____________m/s,小车的加速度的大小a=________________满分5 manfen5.com(取三位有效数字),根据所测纸带数据,把砂与沙桶的重力作用合外力F,拟作处加速度a-F图像,发现当a比较大时,图线明显向F轴偏移,这是由于实验原理的不完善导致的,请你在这个实验的基础上,稍加改进实验原理,得到一条a-F成正比的图线,写出你的改进方法:________________________________________

 

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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点放置带有长方形遮光条的滑块,其总质量为M,左端由跨过光滑定滑轮的轻质细绳与质量为m的小球相连;遮光条两条边长与导轨垂直,导轨上B点有光电门,可以测量遮光条经过光电门时的遮光时间t,用L表示A点到光电门B处的距离,d表示遮光条的宽度,将遮光条通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块从A点由静止开始运动。

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(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d,结果如图乙所示,由此读出d=______________cm

(2)某次实验测得气垫导轨的倾斜角为30°,重力加速度用g表示,滑块从A点到B点过程中,m和M组成的系统动能增加量可表示为满分5 manfen5.com=________________,系统的重力势能的减少量可表示满分5 manfen5.com=_________.,在误差允许的范围内,若满分5 manfen5.com=满分5 manfen5.com,则可认为系统的机械能守恒

 

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如图a所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态,现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移x的关系如图b所示(满分5 manfen5.com),则下列结论正确的是

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A.物体的质量为3kg

B.物体的加速度大小为满分5 manfen5.com

C.弹簧的劲度系数为7.5N/cm

D.物体与弹簧分离时动能为0.4J

 

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如图所示,通电直导线ab质量为m、水平地放置在两根倾角均为满分5 manfen5.com的光滑绝缘导体轨道上,通以图示方向的电流,电流强度为E,两导轨之间距离为l,要使导线ab静止在导轨上,则关于所加匀强磁场方向(从b向a看)、大小的判断正确的是

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A.磁场方向竖直向上,磁感应强度大小为满分5 manfen5.com

B.磁场方向竖直向下,磁感应强度大小为满分5 manfen5.com

C.磁场方向水平向右,磁感应强度大小为满分5 manfen5.com

D.磁场方向垂直斜面向上时,磁感应强度有最小值满分5 manfen5.com

 

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