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如图甲所示,固定的光滑半圆轨道的直径PQ沿竖直方向,其半径R的大小可以连续调节,...

如图甲所示,固定的光滑半圆轨道的直径PQ沿竖直方向,其半径R的大小可以连续调节,轨道上装有压力传感器,其位置N始终与圆心O等高。质量M=1kg、长度L=3m的小车静置在光滑水平地面上,小车上表面与P点等高,右端与P点的距离s=2m,一质量m=2kg的小滑块以v0=6m/s的水平初速度从左端滑上小车,小车与墙壁碰撞后小车立即停止运动。在R取不同值时,压力传感器读数F的关系如图乙所示,已知小滑块与小车表面的动摩擦因数μ=0.2,取重力加速度求:

(1)小滑块到达P点时的速度v1;

(2)图乙中ab的值;

(3)的情况下,小滑块落在小车上的位置与小车左端的最小距离xmin

 

(1) (2),b=40N (3) 【解析】(1)小滑块滑上小车后将做匀减速直线运动,小车将做匀加速直线运动,设小滑块加速度大小为a1,小车加速度为a2,由牛顿第二定律可得: 对小滑块有①,对小车有②; 设小车与小滑块经历时间t后速度相等,则有③ 小滑块的位移④,小车的位移⑤,代入数据解得⑥ 由于,说明小车与墙壁碰撞时小滑块恰好与小车共速并到达小车右端,即小滑块到达P点的速度⑦ (2)设小滑块到达N点时的速度设为,则有⑧ 从P点到N点过程中,由机械能守恒定律有⑨ 由⑧⑨式得,故b=2mg=40N, 由式,结合图乙可知,图像的斜率 (3)设小滑块恰能经过半圆轨道最高点Q时的轨道半径为R,此时经过Q点的速度为,则有 从P到Q点过程中,由机械能守恒可得 解得R=0.32m,即 可见在的情况下,小滑块在半圆轨道运动过程中始终不会脱离轨道 由式可知 小滑块离开Q点后做平抛运动至到达小车的过程中,有 得,当R=0.2m时x有最大值 小滑块落在小车上的位置与小车左端的最小距离  
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考点分析:
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如图所示,半径为L1=2m的金属圆环内上、下半圆各有垂直圆环平面的有界匀强磁场,磁感应强度大小均为。长度也为L1、电阻为R的金属杆ab,一端处于圆环中心,另一端恰好搭接在金属环上,绕着a端沿逆时针方向匀速转动,角速度为。通过导线将金属杆的a端和金属环连接到图示的电路中(连接a端的导线与圆环不接触,图中的定值电阻R1R,滑片P位于R2的正中央,R2的总阻值为4R),图中的平行板长度为L2=2m,宽度为d=2m.图示位置为计时起点,在平行板左边缘中央处刚好有一带电粒子以初速度v0=0.5m/s向右运动,并恰好能从平行板的右边缘飞出,之后进入到有界匀强磁场中,其磁感应强度大小为B2,左边界为图中的虚线位置,右侧及上下范围均足够大。(忽略金属杆与圆环的接触电阻、圆环电阻及导线电阻,忽略电容器的充放电时间,忽略带电粒子在磁场中运动时的电磁辐射的影响,不计平行金属板两端的边缘效应及带电粒子的重力和空气阻力)求:

(1)0~4s内,平行板间的电势差UMN

(2)带电粒子飞出电场时的速度;

(3)在上述前提下若粒子离开磁场后不会第二次进入电场,则磁感应强度B2应满足的条件。

 

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某同学在探究小灯泡的伏安特性曲线,他使用的器材如下:

电流表(0﹣0.6﹣3A)、电压表(0﹣3﹣15V)、直流电源(4V)、滑动变阻器(20Ω,3A)、小灯泡(2.5V)、电键一个、导线若干

①请在图1方框中画出实验电路图,并按电路图将图2中的器材连接成实验电路;

②某同学实验时测得多组小灯泡两端的电压U与对应通过小灯泡的电流I,将U、I对应点都标在了图3的坐标系中,请你将描出小灯泡的伏安特性曲线;

③通过伏安特性曲线可以确定,当小灯泡两端的电压为1.0V时,小灯泡的电阻为____Ω.

 

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如图a所示是打桩机的简易模型.质量m=1kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,到最高点后自由下落,撞击钉子后物体不再弹起,将钉子打入一定深度.若以初始状态物体与钉子接触处为零势能点,物体上升过程中,机械能E与上升高度h的关系图象如图b所示.不计所有摩擦,g=10m/s2.物体上升过程所受拉力F=____N;在整个过程中距初始位置____m处物体的重力势能与动能相等.

 

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如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比为44:5,b是原线圈的抽头,且其恰好位于原线圈的中心,S为单刀双掷开关,负载电阻R=25Ω,电表均为理想电表,在原线圈c、d两端接入如图乙所示的正弦交流电,下列说法中正确的是(  )

A. Sa连接,t=1×102s时,电流表的示数为0

B. Sa连接,t=1.5×102s时,电压表示数为50V

C. Sa拨到b时,电阻R消耗的功率为100W

D. Sb拨到a时,1s内电阻R上电流方向改变100

 

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某质点从O点出发并开始计时,其直线运动的υ﹣t图象如图所示,规定向右为正方向,则下列说法正确的是(  )

A. 1~5 s内质点的加速度保持不变

B. 质点在5 s末的速度大小为2 m/s,方向向右

C. 1 s末质点改变运动方向

D. 3 s末质点离O点最远

 

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