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如图所示,倾角θ=37°的光滑且足够长的斜面固定在水平面上,在斜面顶端固定一个轮...

如图所示,倾角θ=37°的光滑且足够长的斜面固定在水平面上,在斜面顶端固定一个轮半径和质量不计的光滑定滑轮 D,质量均为m=1kg的物体AB用一劲度系数k=240N/m的轻弹簧连接,物体B被位于斜面底端且垂直于斜面P的挡板P挡住.用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接,小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆,当整个系统静止时,环C位于Q处,绳与细杆的夹角α=53°,且物体B对挡板P的压力恰好为零.图中SD水平且长度为d=0.2m,位置R与位置Q关于位置S对称,轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行.现让环C从位置R由静止释放,sin37°=0.6cos37°=0.8g10m/s2.求:

1)小环C的质量M

2)小环C通过位置S时的动能Ek及环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功WT

3)小环C运动到位置Q的速率v

 

(1) (2)(3) 【解析】(1)先以AB组成的整体为研究对象,AB系统受到重力.支持力和绳子的拉力处于平衡状态,则绳子的拉力为: T=2mgsinθ=2×10×sin37°=12N 以C为研究对象,则:T•cos53°=Mg 代入数据得:M=0.72kg (2)由题意,开始时B恰好对挡板没有压力,则: mgsinθ= 所以弹簧的伸长量: 小环C过S位置时A下移的距离为 此时弹簧的压缩量为 在环从R点运动到S点的过程中,初末状态的弹性势能相等,当C到达S点时,C沿绳子方向的分速度是0,所以A的速度是0, 由机械能守恒定律得: 解得: 在环从R点运动到S点的过程中,由动能定理得: 解得: (3)环从R到Q的过程中,对于小环、弹簧、和A组成的系统机械能守恒, 两式联立可能 : 【名师点睛】 根据AB整体受力平衡求出小环C的质量;环从R点运动到S点的过程中,初末状态的弹性势能相等,根据机械能守恒定律求出C的动能,再根据动能定理求出轻绳对环做的功;根据系统动量守恒求出小环C运动到位置Q的速率。  
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考点分析:
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如图所示,在方向竖直向上的磁感应强度为B=1T的匀强磁场中有两条光滑固定的平行金属导轨MN、PQ,导轨足够长,间距为L=0.5m,其电阻不计,导轨平面与磁场垂直,ab、cd为两根相同的、垂直于导轨水平放置的金属棒,电阻均为R=2Ω,质量均为m=2kg,与金属导轨平行的水平细线一端固定,另一端与cd棒的中点连接,细线能承受的最大拉力为T=0.5N,一开始细线处于伸直状态,两棒均静止,ab棒在平行导轨的水平拉力的作用下以加速度a=2m/s2向右做匀加速直线运动,两根金属棒运动时始终与导轨接触良好且与导轨相垂直.

(1)求经多长时间细线被拉断?

(2)从ab棒开始运动到cd棒刚要运动过程中,流过cd棒的电量.

(3)若在细线被拉断瞬间撤去水平拉力,求此后电路中产生的焦耳热

 

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某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图所示。打点计时器电源的频率为50Hz。(计算结果均保留三位有效数字)。

①通过分析纸带数据,可判断物块在相邻计数点_________________之间某时刻开始减速。

②计数点5对应的速度大小为_________m/s,计数点6对应的速度大小为_______m/s。

③物块减速运动过程中加速度的大小为a=______m/s2,若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值__________(填“偏大”或“偏小”)。

 

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两位同学用如图所示装置,通过半径相同的AB两球的碰撞来验证动量守恒定律.

①实验中必须满足的条件是_____

A.斜槽轨道尽量光滑以减小误差

B.斜槽轨道末端的切线必须水平

C.入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下

D.两球的质量必须相等

②测量所得入射球A的质量为mA,被碰撞小球B的质量为mB,图甲中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影,实验时,先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放,找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为OP;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与小球B相撞,分别找到球A和球B相撞后的平均落点MN,测得平抛射程分别为OMON.当所测物理量满足表达式___________________________时,即说明两球碰撞中动量守恒;如果满足表达式______________________________时,则说明两球的碰撞为弹性碰撞.

 

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如图所示,空间中有垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场,垂直磁场方向的平面内有一长方形区域abcd,其bc边长为Lab边长为L。两个相同的带电粒子(重力不计)以相同的速度v0分别从a点和ab边上的P点垂直射入磁场,速度方向垂直于ab边,两粒子都恰好经过c点,则下列说法中正确的是   

A. 粒子在磁场中运动的轨道半径为

B. 粒子从a点到c点的运动时间为

C. 粒子的比荷为

D. P点与a点的距离为

 

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如图所示,一光滑绝缘斜面的直角点A处固定一带电量为+q,质量为m的绝缘小球甲。另一质量也为m,带电量也为+q的同样小球乙置于斜面顶点B处,已知斜面长为l,现把上部小球从B点从静止自由释放,小球能沿斜面从B点运动到斜面底端C处(静电力常量为k,重力加速度为g)下列结论正确的是(   )

A. 乙球到达斜面中点D处时的速度为

B. 乙球运动到斜面底端C处时,对斜面的压力大小为

C. 乙球从B点到C点时减少的重力势能等到增加的动能

D. 乙球从B点到C点电势能先增加后减少

 

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