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如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但未连接,该整体静止...

如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但未连接,该整体静止放在离地面高为H=5 m的光滑水平桌面上.现有一滑块A从光滑曲面上离桌面h=1.8 m高处由静止开始滑下,与滑块B发生碰撞并粘在一起压缩弹簧推动滑块C向前运动,经一段时间,滑块C脱离弹簧,继续在水平桌面上匀速运动一段后从桌面边缘飞出.已知mA=1 kg,mB=2 kg,mC=3 kg,g=10 m/s2,求:

(1)滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度;

(2)被压缩弹簧的最大弹性势能;

(3)滑块C落地点与桌面边缘的水平距离.

 

(1)2 m/s (2)3 J (3)2 m 【解析】 (1)滑块A从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程中,机械能守恒,设其滑到底面的速度为v1,由机械能守恒定律有 ① 解得:② 滑块A与B碰撞的过程,A、B系统的动量守恒,碰撞结束瞬间具有共同速度设为v2,由动量守恒定律有 ③ 解得:④ (2)滑块A、B发生碰撞后与滑块C一起压缩弹簧,压缩的过程机械能定恒,被压缩弹簧的弹性势能最大时,滑块A、B、C速度相等,设为速度v3,由动量定恒定律有: ⑤ ⑥ 由机械能定恒定律有: ⑦ (3)被压缩弹簧再次恢复自然长度时,滑块C脱离弹簧,设滑块A、B速度为v4,滑块C的速度为v5,分别由动量定恒定律和机械能定恒定律有: ⑨ ⑩ 解之得:(另一组解舍去)⑾ 滑块C从桌面边缘飞出后做平抛运动: ⑿⒀ 解得之:⒁ 本题考查碰撞过程中的动量守恒和能量守恒的应用,由动能定理求出小球 A下落到平面的速度,AB两个小球碰撞的过程中C球不参与碰撞,当弹性势能最大时三个小球的速度相同  
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如图,处于匀强磁场中的两根光滑足够长、电阻不计的平行金属导轨相距L=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值为R=2Ω的电阻.匀强磁场B=0.4T垂直于导轨平面向上.质量m=0.2kg、电阻r=1Ω的金属棒ab,以初速度v0=6m/s从导轨底端向上滑行,由于ab还受到一个平行于导轨平面的外力F的作用,做匀变速直线运动,加速度大小为a=3m/s2、方向平行于斜面向下.设棒ab与导轨垂直并保持良好接触,g=10m/s2.求:

(1)棒ab开始运动瞬间,流过金属棒的电流方向,此时金属棒两端的电压U0以及电阻R消耗的电功率P0

(2)当棒ab离导轨底端S=4.5m时所施加外力F的大小和方向.

 

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某研究性学习小组设计了如图甲所示的电路,测电源的电动势E及内阻r

(1)闭合电键S,移动滑动触头P,用V1、V2A测得并记录多组数据.根据数据描出如图乙所示的①②两条UI直线,则直线②是根据电压表______(填“V1“V2)和电流表A的数据画得的;

(2)根据图象求得电源电动势E的测量值为_____V,内电阻r的测量值为___Ω(保留两位有效数字);

(3)直线①②的交点对应滑动变阻器接入闭合电路的阻值为____Ω,此时电源的总功率为______W。

 

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利气垫导轨验证机械能守恒定律.实验装示意图如图1所示:

(1)实验步骤:

①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平.

②用游标卡尺测量挡光条的宽度L,结果如图所示,由此读出L=_____mm.

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x

④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.

⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间t1t2

⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.

(2)用表示直接测量量的字写出下列所求物理量的表达式:

①当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和码)的总动能分别为Ek1=_____________Ek2=____________

②如果表达式_____________成立,则可认为验证了机械能守恒定律.

 

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如图所示,质量m=1 kg的物块可视为质点以v1=10 m/s的初速度从粗糙斜面上的P点沿斜面向上运动到达最高点后,又沿原路返回,其速率随时间变化的图象如图乙所示。已知斜面固定且足够长,且不计空气阻力,取g=10 m/s2,下列说法中正确的是    

A物块所受的重力与摩擦力之比为3∶2

B在t=1 s到t=6 s的时间内物块所受重力的平均功率为50 W

C在t=6 s时物体克服摩擦力做功的功率为20 W

D在t=0到t=1 s时间内机械能的变化量大小与t=1 s到t=6 s时间内机械能变化量大小之比为1∶5

 

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如下图所示,匀强电场中的△PAB平面平行于电场方向C点为AB的中点,D点为PB的中点.将一个带电粒子从P点移动到A点,电场力做功WPA1.6×108J;将该粒子从P点移动到B点,电场力做功WPB3.2×108J。则下列说法正确的是

A. 直线PC为等势线

B. 直线AD为等势线

C. 若将该粒子从B点移动到A点,电场力做功WBA1.6×108J

D. 若将该粒子从P点移动到C点,电场力做功为WPC2.4×108J

 

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