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如图所示,倾角30°的光滑斜面上,轻质弹簧两端连接着两个质量均为的物块和,紧靠着...

如图所示,倾角30°的光滑斜面上,轻质弹簧两端连接着两个质量均为的物块紧靠着挡板通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与质量的物块连接,细绳平行于斜面,在外力作用下静止在圆心角为60°、半径的光滑圆弧轨

道的顶端处,此时绳子恰好拉直且无张力;圆弧轨道最低端与粗糙水平轨道相切,与一个半径的光滑圆轨道平滑连接。由静止释放,当滑至时,恰好离开挡板,此时绳子断裂。已知间的动摩擦因数,重力加速度取,弹簧的形变始终在弹性限度内,细绳不可伸长。

(1)求弹簧的劲度系数;

(2)求物块滑至处,绳子断后瞬间,对圆轨道的压力大小;

(3)为了让物块能进入圆轨道且不脱轨,则间的距离应满足什么条件?

 

(1);(2)144N;(3)①第一种情况,不超过圆轨道上与圆心的等高点,6m x8m;②第二种情况,过圆轨道最高点,x3m 【解析】(1)A 位于a 处时,绳无张力且物块B 静止,故弹簧处于压缩状态 对B 由平衡条件有kx=mgsin30° (1分) 当C 恰好离开挡板P 时,C 的加速度为0,故弹簧处于拉升状态 对C 由平衡条件有kx′= mgsin30° (1分) 由几何关系知R=x+x′ (2分) 代入数据解得 (1分) (2)物块A 在a 处与在b 处时,弹簧的形变量相同,弹性势能相同. 故 A 在a 处与在b 处时,A、B 系统的机械能相等 有 (1分) 如图所示,将A 在b 处的速度分解,由速度分解关系有vAcos30°=vB (1分) 代入数据解得 (1分) 在b 处,对A 由牛顿定律有 (1分) 代入数据解得 由牛顿第三定律,A 对圆轨道的压力大小为N′=144N (1分) (3)物块A 不脱离圆形轨道有两种情况 ①第一种情况,不超过圆轨道上与圆心的等高点 由动能定理,恰能进入圆轨道时需满足条件 (1分) 恰能到圆心等高处时需满足条件 (1分) 代入数据解得 即:6m x8m (1分) ②第二种情况,过圆轨道最高点 在最高点,由牛顿定律有 恰能过最高点时,N =0, (1分) 由动能定理有 (1分) 代入数据解得 所以x3m (1分)  
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水平放置的平行金属框架宽L=0.2m,质量为m=0.1kg的金属棒ab放在框架上,并且与框架的两个边垂直.整个装置放在方向竖直向下磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,如图所示.金属棒ab在F=2N的水平向右的恒力作用下由静止开始运动.电路中除定值电阻R=0.05Ω外,其他电阻、摩擦阻力均不考虑,求: (1)ab速度是v=5m/s时,棒的加速度a是多大? (2)当ab棒达到最大速度vm后,撤去外力F,此后感应电流还能产生多少热量Q?

 

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用自由落体法验证机械能守恒定律,器材安装如图甲。

1)请指出图甲中的错误及不妥之处(至少写出两处)

2)改进实验中错误及不妥之处后,打出如图乙所示一条纸带。已知打点计时器频率为50Hz,根据纸带所给数据,打C点时重物的速度为      m/s(结果保留两位有效数字)。

3)某同学选用两个形状相同质量不同的重物ab进行实验测得几组数据,画出的图象如图丙所示,求出图线的斜率k,由图象可知a的质量m1          b的质量m2(选填大于小于)。

4)通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验过程中存在各种阻力,已知实验所用重物的质量m2=0.052kg,当地重力加速度g=9.78m/s2,求出重物所受的平均阻力f=      N。(结果保留两位有效数字)

 

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某研究小组要测量电压表V1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据,现提供如下器材:

A.电压表(V1):量程3V,内阻r1待测(约2000 Ω)

B. 电压表(V2):量程6V,内阻r2=4000Ω

C.电压表(V3):量程4V,内阻r3=10000Ω

D.电流表(V4):量程0.6A,内阻r4=0.05Ω

E.滑动变阻器(Rn):总电阻约50Ω

F.电源(E):电动势15V,内阻很小

G.电键(s)、导线若干

(1)请从所给器材中选出适当的器材,设计电路,在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的符号;

(2)根据所设计的电路图,写出待测电压表V1的内阻r1的表达式,即:r1=______,式中各符号的意义是:______________

 

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如图甲所示,倾角光滑斜面固定在水平面上,自然伸长的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上.一质量为m的小球,从离弹簧上端一定距离的位置静止释放,接触弹簧后继续向下运动.小球运动的v-t图象如图乙所示,其中OA段为直线,AB段是与OA相切于A点的平滑曲线,BC是平滑曲线,不考虑空气阻力,重力加速度为g关于小球的运动过程,下列说法正确的是

A. 小球在tB时刻所受弹簧弹力大于

B. 小球在tC时刻的加速度大于

C. 小球从tC时刻所在的位置由静止释放后不能回到出发点

D. 小球从tA时刻到tC时刻的过程中重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

 

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一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行.t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置I),导线框的速度为v0.经历一段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ),导线框的速度刚好为零.此后,导线框下落,经过一段时间回到初始位置I(不计空气阻力),则(   )

A. 上升过程中,导线框的加速度逐渐减小

B. 上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力的平均功率

C. 上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量的多

D. 上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等

 

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