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弹跳杆运动是一项广受青少年欢迎的运动。弹跳杆的结构如图甲所示,一根弹簧的下端固定...

弹跳杆运动是一项广受青少年欢迎的运动。弹跳杆的结构如图甲所示,一根弹簧的下端固定在跳杆的底部,上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部。质量为5m的小明站在脚踏板上,当他和跳杆处于竖直静止状态时,弹簧的压缩量为x0,小明先保持稳定姿态竖直弹跳。某次弹跳中,从弹簧处于最大压缩量为5x0,开始计时,如图乙(a)所示;上升到弹簧恢复原长时,小明抓住跳杆,使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度,如图乙(b)所示;紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度,如图乙(c)所示。已知全程弹簧始终处于弹性限度内(弹簧弹性势能满足k为弹簧劲度系数,x为弹簧形变量),跳杆的质量为m,重力加速度为g。空气阻力、弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计。求:

(1)弹跳杆中弹簧的劲度系数k

(2)从开始计时至竖直上升到最大高度过程中小明的最大速度vm

(3)跳杆离地后上升的最大高度。

 

(1) (2) (3) 【解析】(1)竖直静止时,对小孩受力分析:; (2)当小孩的合力为零时,速度最大即小孩上升高度为4x0时,速度最大; 对系统运用能的转化和守恒定律; 得; (3)设弹簧恢复原长时小孩速度为v1,对系统运用能的转化和守恒定律; 小孩抓住跳杆瞬间,小孩和跳杆动量守恒; 之后小孩和跳杆一起竖直上抛至最高点,得;  
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考点分析:
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国标(GB/T)规定自来水在15℃时电阻率应大于13 Ω·m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移动。实验器材还有:

电源(电动势约为3 V,内阻可忽略); 电压表V1(量程为3 V,内阻很大);

电压表V2(量程为3 V,内阻很大);定值电阻R1(阻值4 kΩ);

定值电阻R2(阻值2 kΩ);电阻箱R(最大阻值9 999 Ω);

单刀双掷开关S;导线若干;游标卡尺;刻度尺。

实验步骤如下:

A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d

B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L

C.把S拨到1位置,记录电压表V1示数;

D.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R

E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤CD,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R

F.断开S,整理好器材。

(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙,则d=_______ mm;

(2)玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为:Rx=_______ (用R1R2R表示)。

(3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图丙所示的关系图象。则自来水的电阻率ρ=_______Ω·m(保留两位有效数字)。

(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将_____(填偏大”“不变偏小”)。

 

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现提供了如图甲所示的实验器材,来探究合外力做的功与物体速度变化的关系的实验,由图可知:

(1)平衡摩擦力时,小车是否要挂纸带_____________(不要”);

(2)在某次实验中,得到如图乙所示的一条纸带,在A、B、C三个计数点中应该选用____________(选填“A”、“B”“C”)点的速度才符合实验要求;

(3)某同学采用如图甲所示的装置来做实验,先使小车不连接橡皮筋,发现小车在木板上加速下滑。那么,在橡皮筋弹力的作用下,合外力对小车所做的功__________(选填大于”、“小于等于”)橡皮筋弹力所做的功。

 

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如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m.在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C。现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,现让带电体从水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点,取g=10m/s2

A. 带电体在圆形轨道C点的速度大小为4m/s

B. 释放位置P点到B点距离为2m

C. 落点DB点的距离为0

D. 带电体在从BC运动的过程中对轨道最大压力在B

 

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如图是一个理想变压器的示意图,S为单刀双掷开关,P是滑动变阻器的滑动触头,R0是定值电阻,保持交变电压U1不变,下列说法正确的是

A. P的位置不变,Sa合到b处,则电压表示数增大

B. P的位置不变,Sa合到b处,则电流表示数减小

C. S置于b处,将P向上滑动,则电流表示数增大

D. S置于b处,将P向上滑动,则电压表示数增大

 

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质量M=1kg,长为L=6m的长木板静置于粗糙水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ=0.1。可视为质点的A、B两物块静放在木板上,其所在位置恰把木块的长度三等分,A、B质量分别为m1=2kgm2=1kg,与木板间的动摩擦因数分别为μ1=0.3、μ2=0.5,现让一水平恒力F作用在物块A上,如图所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2

A. F=3N,木板受到B的摩擦力大小为3N

B. F=5N,物块B受到的摩擦力大小为5N

C. F=10N,2s时物块A将会从木板左端滑离

D. 无论力F多大,物体B一定不会从长木板的右端掉落

 

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