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如图所示,OBAC为倾角θ=37°的固定斜面,AB部分粗糙,其余部分光滑,轻弹簧...

如图所示,OBAC为倾角θ=37°的固定斜面,AB部分粗糙,其余部分光滑,轻弹簧一端固定在斜面底端的挡板上,另一端与质量m=1.0 kg可视为质点的物块P接触而不拴接,物块P静止时位于A点,AB间距离L=0.10 m。第一次对P施加一平行于斜面向下的恒力F1=20 N,当P运动到B点时撤去F1P恰好能到达斜面顶端C点。第二次对P从相同初位置开始施加一平行于斜面向下的恒力F2=100 N,当P运动到B点时撤去F2。已知运动过程中弹簧始终在弹性限度内,g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。在物块第二次运动过程中。

(1)求P到达C点时的速度v1

(2)若将一半径为R=2.0 m的光滑圆弧状拱形轨道在C端与斜面相切连接(图中未画出),求P到达圆轨道最高点时对轨道的压力FN

(3)若撤去圆形轨道,在斜面顶端C点锁定另一可视为质点的物块Q(图中未画出),当P运动到C点时,解除物块Q的锁定,PQ发生弹性正碰,求碰后物块Q(质量未定)所能获得的最大速度。

 

(1)4 m/s(2)6 N(3)8.0 m/s 【解析】(1)设物块P从A经B到C过程中摩擦力做的功为Wf,重力做的功为WG,初位置弹簧的弹性势能为EP,根据动能定理有:F1L+Wf+WG+EP=0 F2L+Wf+WG+EP= 解得:v1=4m/s (2)设P到达圆形轨道最高点时的速度为v2, 由机械能守恒得: 设P在最高点受轨道的支持力为FN′,由牛顿第二定律得: 由牛顿第三定律得:FN=-FN′ 解得:FN=6N,方向竖直向下 (3)设物块Q的质量m0,碰后P、Q的速度大小分别为vP、vQ, 由动量及能量守恒得:mv1=mvP+m0vQ 解得: 当m远大于m0时,vQ最大,此时有:vQ=2v1=8.0m/s
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如图所示,在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场,在BC右侧Ⅰ、Ⅱ两区域存在匀强磁场,L1、L2、L3是磁场的边界(BC与L1重合),宽度相同,方向如图所示,区域Ⅰ的磁感强度大小为B1。一电荷量为q、质量为m(重力不计)的带正电点电荷从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场,点电荷恰好从B点进入磁场,经区域Ⅰ后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域Ⅱ。已知AB长度是BC 长度的倍。

(1)求带电粒子到达B点时的速度大小;

(2)求磁场的宽度L;

(3)要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长,求区域Ⅱ的磁感应强度B2。

 

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某同学想测量电压表的内阻,实验室提供了以下器材:

电压表V:量程3V,内阻待测;

电流表A1:量程0.6 A,内阻约0.2Ω;

电流表A2:量程1.5mA,内阻约100Ω;

滑动变阻器R1:最大阻值10Ω,额定电流0.3A;

滑动变阻器R2:最大阻值50Ω,额定电流0.5A;

电源E:电动势4.5V,内阻不计;

多用电表、开关、导线若干。

回答下列问题:

(1)该同学先用多用电表粗测电压表的内阻,当选用“×10”挡测量时,指针位于图1中a的位置,更换合适量程后重新测量,指针位于b位置,则该量程为___________选填 “×1”或“×100”)

(2)粗测后,该同学从上述器材中选择合适器材,设计电路,重新进行实验,请你在虚线框中画出实验电路图,图中各元件用题中所给的符号表示___________

(3)经正确操作后,该同学根据测得的数据,在直角坐标系中描出了待测电压表的U-I图象,但不小心将右边一部分丢失了,由图3所示的部分图象可得,电压表内阻的测量值RV=___________Ω。

 

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某物理课外小组利用图a中的装置研究小物块的匀变速直线运动。实验时长木板调整成倾角θ=37°。小物块沿木板下滑时,用打点计时器测出不同时刻的点迹。图b是实验中获得的一条较理想的纸带,测得从0点开始的相邻两计数点间距离分别为:1.50cm、3.49cm、5.51cm、7.50cm、9.48cm、11.49cm。已知交变电流的频率为50Hz,相邻两点间还有四个点未标出。(结果保留2位有效数字,重力加速度取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。

(1)由测量数据可得,小物块的加速度a= _________m/s2

(2)小物块与木板间的动摩擦因数μ=___________

 

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如图(a)所示,利用常见的按压式圆珠笔,可以做一个有趣的实验,先将笔倒立向下按压然后放手,笔将向上弹起一定的高度。为了研究方便,把笔简化为外壳、内芯和轻质弹簧三部分。弹跳过程可以分为三个阶段,如图(b)所示:①把笔竖直倒立于水平硬桌面上,下压外壳使其下端接触桌面(位置Ⅰ);②由静止释放,外壳在弹簧弹力的作用下竖直上升与静止的内芯碰撞(位置Ⅱ);③碰撞后内芯与外壳以共同的速度一起上升到最大高度处(位置Ⅲ),不计摩擦与空气阻力,下列说法正确的是(  )

A. 仅减小内芯的质量,则笔弹起的高度将变小

B. 仅增大弹簧的劲度系数,则笔弹起的高度将变大

C. 仅增大内芯的质量,则笔弹起过程中损失的机械能将变大

D. 在笔弹起的过程中,弹簧释放的弹性势能等于笔增加的重力势能

 

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如图所示,顶端有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平面上。三条细绳结于O点,一条跨过定滑轮平行于斜面连接物块P,一条连接小球Q,另一条在外力F的作用下使OA与OB间的夹角为θ,图示θ<90º。现缓慢使θ角增大,且保持结点O位置不变,P、Q两物体及整个装置始终处于静止状态。下列说法正确的是(  )

A. 绳OA的拉力可能先减小后增大

B. 斜面对物块P的摩擦力一定增大

C. 斜面体对地面有向右的摩擦力

D. 地面对斜面体的支持力可能大于物块P、小球Q和斜面体的总重力

 

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