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如图所示,一竖直光滑绝缘的管内有一劲度系数为k的轻质绝缘弹簧,其下端固定于地面,...

如图所示,一竖直光滑绝缘的管内有一劲度系数为k的轻质绝缘弹簧,其下端固定于地面,上端与一质量为m带电量为+q的小球A相连,整个空间存在一竖直向上的匀强电场,小球A静止时弹簧恰为原长另一质量也为m的不带电的绝缘小球B从管内距A高为x0处由静止开始下落,与A发生碰撞后一起向下运动。若全过程中小球A的电量不发生变化,重力加速度为g

1x0已知,试求BA碰撞过程中损失的机械能

2x0未知,且BA一起向上运动在最高点时恰未分离,试求AB运动到最高点时弹簧的形变量x

3在满足第2问的情况下,试求AB运动过程中的最大速度vm

 

(1) (2) (3) 【解析】【解析】 (1)设匀强电场的场强为E,在碰撞前A静止时有qE=mg ① 解得: 在与A碰撞前B的速度为v0,由机械能守恒定律得② B与A碰撞后共同速度为v1,由动量守恒定律得mv0=2mv1 ③ B与A碰撞过程中损失的机械能△E为; (2) A,B在最高点恰不分离,此时A,B加速度相等,且它们间的弹力为零,设此时弹簧的伸长量为x1,则 对B:mg=ma ⑤ 对A:mg+kx1-qE=ma ⑥ 所以弹簧的伸长量为; (3) A,B一起运动过程中合外力为零时,具有最大速度vm,设此时弹簧的压缩量为x2,则 2mg-(qE+kx2)=0 ⑦ 由于x1=x2,说明A,B在最高点处与合外力为零处弹簧的弹性势能相等,对此过程由能量守恒定律得 解得: 。 点晴:解决问题首先要清楚研究对象的运动过程,们要清楚运动过程中能量的转化,以便从能量守恒角度解决问题,把动量守恒和能量守恒结合起来列出等式求解是常见的问题。  
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考点分析:
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如图所示,有半径相同的小球a、ba球质量为2mb球质量为mb球位于光滑轨道ABC的水平段BC的末端C处。a球从距BC水平面高hA处由静止滑下,在C处与b球发生弹性正碰。求:

(1)碰前瞬间a球的速度v

(2)两球在水平地面DE上的落点间的距离s

 

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测定金属的电阻率的实验中先用螺旋测微器测量金属丝直径,再用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率

1)用刻度尺测得金属丝长度L=0.91m用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,则该金属丝的直径为d=_________

2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测的电阻丝(阻值约为10Ω外,还有如下供选择的实验器材:

A直流电源电动势约6V,内阻约

B电流表A1量程0~0.6A,内阻约

C电流表A2量程0~2mA,内阻RA2=100Ω

D电压表V量程0~15V,内阻约500Ω

E变阻箱R00~9999Ω

F滑动变阻器R10~20Ω

G滑动变阻器R20~100Ω

H开关、导线等

在可供选择的器材中,除开关、导线外,应该选用的电表是_________(填写序号),应该选用的其他器材是_________(填写序号)。

3)根据所选的器材,在方框中画出实验电路图____

4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=10Ω,则这种金属材料的电阻率为_________ (保留二位有效数字)。

 

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某探究学习小组的同学要验证牛顿第二定律,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘,实验时,调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)。

(1)该实验中小车所受的合力________(填等于不等于)力传感器的示数,该实验________(填需要不需要)满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量;

(2)通过实验可以获得以下测量数据:小车、传感器和挡光板的总质量M,挡光板的宽度d,光电门12的中心距离为s.若某次实验过程中测得力传感器的读数为F,小车通过光电门12的挡光时间分别为t1t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则该实验要验证的表达式是F=________

 

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如图所示,一个半径为r粗细均匀、阻值为R的圆形导线框,竖直放置在磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直现有一根质量为m、电阻不计的导体棒,自圆形线框最高点由静止释放,棒在下落过程中始终与线框保持良好接触已知下落距离为时棒的速度大小为v1,下落到圆心O时棒的速度大小为v2,忽略摩擦及空气阻力,下列说法正确的是

A. 导体棒下落距离为时,棒中感应电流的方向向右

B. 导体棒下落距离为时,棒的加速度的大小为

C. 导体棒下落到圆心时,圆形导线框的发热功率为

D. 导体棒从开始下落到经过圆心的过程中,圆形导线框产生的热量为

 

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如图所示,以O为圆心、MN为直径的圆的左半部分内有垂直纸面向里的匀强磁场,三个不计重力、质量相同、带电量相同的带正电粒子a、b和c以相同的速率分别沿aO、bO和cO方向垂直于磁场射入磁场区域,已知bO垂直MN,aO、cObO的夹角都为30°,a、b、c三个粒子从射入磁场到射出磁场所用时间分别为ta、tb、tc,则下列给出的时间关系可能正确的是(AD)

FZ1-4.TIF

A.ta<tb<tc     B.ta>tb>tc     C.ta=tb<tc   D.ta=tb=tc

 

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