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如图所示,质量为M的铁箱内装有质量为m的货物.以某一初速度向上竖直抛出,上升的最...

如图所示,质量为M的铁箱内装有质量为m的货物.以某一初速度向上竖直抛出,上升的最大高度为H,下落过程的加速度大小为a,重力加速度为g,铁箱运动过程受到的空气阻力大小不变:

(1)铁箱下落过程经历的时间;

(2)铁箱和货物在落地前的运动过程中克服空气阻力做的功;

(3)上升过程货物受到铁箱的作用力.

 

(1) (2) (3) 作用力方向竖直向下 【解析】(1)设铁箱下落过程经历的时间为t,则,解得。 (2)设铁箱运动过程中受到的空气阻力大小为,克服空气阻力做的功为W,则: , 解得 , 。 (3)设上升过程的加速度大小为,货物受到铁箱的作用力大小为F,则 , ,解得 ,作用力方向竖直向下。 点睛:铁箱下落过程做匀加速直线运动,根据位移时间公式即可求解;下落过程中根据牛顿第二定律求出空气阻力,上升过程中与下落过程摩擦力做的功相等,根据恒力做功公式即可求解;根据牛顿第二定律求出上升过程中的加速度,对货物再次运动牛顿第二定律即可求解。  
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考点分析:
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利用如图1所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M=200.0g,钩码的质量为m=10.0g,打点计时器的电源为50Hz的交流电.

(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到_____

(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图2所示.选择某一点为O,一次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离x,记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v,其中打出计数点“1”时小车的速度v1=_____m/s.

(3)将钩码的重力视位小车受到的拉力,取g=9.80m/s2,利用W=mgx算出拉力对小车做的功W.利用Ek=Mv2算出小车动能,并求出动能的变化量Ek.计算结果见下表.

W/×103J

2.45

2.92

3.35

3.81

4.26

Ek/×103J

2.31

2.73

3.12

3.61

4.00

 

请根据表中的数据,在答题卡的方格纸上作出Ek﹣W图象.

(4)实验结果表明,Ek总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=_____

 

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(1)“在验证机械能守恒定律时,如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出图线的斜率等于__________的数值。

(2)验证机械能守恒定律的实验中,有如下器材:

A.打点计时器;

B.低压交流电源(附导线)

C.天平(附砝码)

D.铁架台(附夹子)

E.重锤(附夹子)

F.纸带;

G.秒表,

H复写纸。

其中不必要的有_________(填器材前面的字母);还缺少的是___________

(3)如图所示的曲线是一同学做研究平抛物体的运动实验时画出的平抛运动的部分轨迹,他在运动轨迹上任取水平位移相等的ABC三点,测得s=0.2m,又测得竖直高度分别为h1=0.1mh2=0.2m,根据以上数据,可求出小球抛出时的初速度为________________m/s (g=10m/s2)

 

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如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,MN为轨道短轴的两个端点,运行的周期为TO。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经过MQN的运动过程中(         )

A. PM所用的时间等于T0/4

B. QN阶段,机械能逐渐变大

C. PQ阶段,速率逐渐变小

D. MN阶段,万有引力对它先做负功后做正功

 

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在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图所示.电场中四个点a、b、cd的电场强度大小分别Ea、Eb、EcEd,点a到点电荷的距离ra与点a的电势φa已在图中用坐标(ra,φa)标出,其余类推.现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为Wab、WbcWcd.下列选项正确的是(  )

A. Ea:Eb=4:1    B. Ec:Ed=2:1    C. Wab:Wbc=3:1    D. Wbc:Wcd=1:3

 

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如图所示,有三个斜面a、b、c,底边的长分别为L、L、2L,高度分别为2h、h、h.某物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同,这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止开始下滑到底端.三种情况相比较,下列说法正确的是(  )

A. 物体减少的重力势能Ea=2Eb=2Ec

B. 物体到达底端的动能Eka=2Ekb=2Ekc

C. 因摩擦产生的热量2Qa=2Qb=Qc

D. 因摩擦产生的热量4Qa=2Qb=Qc

 

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