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如图甲所示,质量M=2Kg、长L=1m的木板静止在粗糙的水平地面上,在木板的左端...

如图甲所示,质量M=2Kg、长L=1m的木板静止在粗糙的水平地面上,在木板的左端放置一质量m=1Kg、大小可以忽略的铁块。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力:(取g=10m/s2)

(1)若在铁块上施加一随时间于增大的水平力F=kt(t是常数),通过摩擦力传感器描绘出铁块受到木板的摩擦力Ff随时间t变化的图象如图乙所示。求木板与地面间的动摩擦因数和木板与铁块间的动摩擦因数

(2)若在铁块上施加恒力F,使铁块从木板上滑落,求F的大小范围;

(3)若在铁块上施加向右的恒力F=8N,求铁块运动到木板右端所用的时间。

 

(1)μ1=0.1;μ2=0.5(2)F>6N(3)1s 【解析】(1)由图乙可知,0-1s内,MN均没有滑动, F1=F=kt; 1s-3s,MN相对静止,但整体相对地面运动,故t=1s时, 恰好有 求得木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1; 3s后,MN相对滑动,m受到滑动摩擦力,有 求得木板与铁块间的动摩擦因数为μ2=0.5 (2)使铁块从木板上滑落,必须有铁块的加速度大于木板的加速度,设铁块的加速度为a1、木板的加速度为a2, 由牛顿定律,对铁块有: 对木板: 当a1>a2时,铁块才能从木板上滑落,带入数据解得:F>6N (3)由牛顿第二定律,解得a1=3m/s2; 对木板: ,解得a2=1m/s2 设铁块运动到木板右端所用的时间为t,则 解得:t=1s  
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考点分析:
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如图所示,两根足够长、电阻不计的平行金属导轨ab、cd相距L,导轨平面与水平面的夹角为。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。现将一质量为m、电阻为R的金属棒MN从图示位置由静止开始释放,金属棒下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为,重力加速度为g,某时刻后两灯泡保持正常发光。求:

(1)磁感应强度的大小;

(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。

 

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某同学利用电压表和定值电阻测蓄电池电源的电动势和内阻。

(1)实验室有以下三个电压表,需要将它们改装成量程为6V的电压表,以下措施正确的是____________

A.将电压表V1(0~1V,内阻约为1k)与5k的定值电阻R串联

B.将电压表V2(0~2V,内阻约为2k)与4k的定值电阻R串联

C.将电压表V3(0~3V,内阻为3k)与3k的定值电阻R串联

D.以上三项都可以

(2)利用(1)中改装后的电压表,测蓄电池的电动势和内阻,图甲为实验电路图,根据给出的电路图,将图乙的实物图补充完整______

(3)请完成下列主要实验步骤:

A.选择正确的实验仪器连接电路;

B.将开关S2闭合,开关S1断开,测得电压表的示数是U1

C.再将开关S1闭合,测得电压表的示数是U2

D.断开开关S2

E.若改装后的电压表可视为理想电压表,则电源的内阻r=____(用字母U1、U2、R0表示);

(4)由于所用电压表不是理想电压表,所以测得的电动势比实际值偏____(填“大”或“小”)。

 

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为了验证动量守恒定律。图甲所示的气垫导轨上放着两个滑块,滑块A的质量为500g,滑块B的质量为200g。每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器的频率均为50Hz。调节设备使气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两个滑块以不同的速度相向运动,碰撞后粘在一起继续运动。图乙为纸带上选取的计数点,每两个计数点之间还有四个点没有画出。

(1)判断气垫导轨是否处于水平,下列措施可行的是______(填字母代号)。

A.将某个滑块轻放在气垫导轨上,看滑块是否静止

B.让两个滑块相向运动,看是否在轨道的中点位置碰撞

C.给某个滑块一个初速度,看滑块是否做匀速直线运动

D.测量气垫导轨的两个支架是否一样高

(2)根据图乙提供的纸带,计算碰撞前两滑块的总动量大小p=_____Kg·m/s;碰撞后两滑块的总动量大小为p’ =____Kg·m/s。多次实验,若碰撞前后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证。(结果保留两位有效数字)

 

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如图所示,质量为从长为L的杆水平置于空中,杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着一质量为m的小铁环。现在杆上施加一力,使杆和小铁环保持相对静止,在空中沿AB方向向右做匀加速直线运动,此过程铁环恰好悬于A端的正下方。已知重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是

A. 轻绳上拉力的大小为mg

B. 轻绳对小圆环作用力的大小为mg

C. 杆的加速度大小为g

D. 需要在杆上施加力的大小为 (m+M)g

 

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图甲为竖直固定在水平面上的轻弹簧,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹簧弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出此过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示,不计空气阻力,则

A. t1时刻小球的动能最大

B. t2时刻小球的加速度最大

C. t3时刻弹簧的弹性势能为零

D. 图乙中图线所围面积在数值上等于小球动量的变化量

 

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