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如图所示,A、B两小球质量均为m,A球位于半径为R的竖直光滑圆轨道内侧,B球穿过...

如图所示,AB两小球质量均为mA球位于半径为R的竖直光滑圆轨道内侧,B球穿过固定的光滑竖直长杆,杆和圆轨道在同一竖直平面内,杆的延长线过轨道圆心O.两球用轻质铰链与长为L(L2R)的轻杆连接,连接两球的轻杆能随小球自由移动,MNP三点分别为圆轨道上最低点、圆心的等高点和最高点,重力加速度为g.

(1) A球施加一个始终沿圆轨道切向的推力,使其缓慢从M点移至N点,求A球在N点受到的推力大小F

(2) M点给A球一个水平向左的初速度,A球沿圆轨道运动到最高点P时速度大小为v,求A球在M点时的初速度大小v0

(3) (2)的情况下,若A球运动至M点时,B球的加速度大小为a,求此时圆轨道对A球的作用力大小FA.

 

(1) 2mg (2) (3) 【解析】试题分析:在N点,A、B和轻杆整体处于平衡状态,根据平衡条件可得A球在N点受到的推力大小;A球在M点、P点时,B球的速度都为零,A、B球和轻杆组成的系统在运动过程中满足机械能守恒定律即可求出A球在M点时的初速度大小;由牛顿第二定律可求出圆轨道对A球的作用力大小。 (1) 在N点,A、B和轻杆整体处于平衡状态,在竖直方向有:F-2mg=0 解得:F=2mg (2) A球在M点、P点时,B球的速度都为零 A、B球和轻杆组成的系统在运动过程中满足机械能守恒定律,则 解得: (3) 此时B球有向上的加速度a,设杆对B球支持力为F0,由牛顿第二定律有 F0-mg=ma A球此时受到重力、轨道竖直向上的支持力和轻杆竖直向下的压力,同理有 解得:
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考点分析:
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某同学通过实验测定一捆长度约为100m的铜导线(电阻约为1.5Ω)的实际长度,首先利用螺旋测微器测量其直径,如图1所示,再利用图2所示的电路测出铜导线的电阻。

可供使用的器材有

电流表:量程0.6A,内阻约0.2Ω

电压表:量程3V,内阻约9kΩ

滑动变阻器R1:最大阻值

滑动变阻器R2:最大阻值20Ω

定值电阻:Ro=3Ω

电源:电动势6V,内阻可不计;

开关、导线若干

回答下列问题:

1由图1可知,铜导线的直径D= _____________mm

2实验中滑动变阻器应选_____________(选填“R1“R2"”),闭合开关S前应将滑片移至_____________(选填“a”“b”)

3根据图2所示的实物图,在方框内画出其电路图________(铜导线用电阻元件符号表示)

4调节滑动变阻器,电压表的示数为U,电流表的示数为I,铜的电阻率为ρ,不考虑电表内阻对实验的影响,则导线的长度为_____________ (用已知和所测量的字母表示)

 

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实验小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间动摩擦因数μ,提供的器材有:带定滑轮的长木板,有凹槽的木块,质量为20g的钩码若干,打点计时器,电源,纸带,细线等。实验中将部分钩码悬挂在细线下,剩余的钩码放在木块的凹槽中,保持长木板水平,利用打出的纸带测量木块的加速度。

(1) 正确进行实验操作,得到一条纸带,从某个清晰的打点开始,依次标注0123456,分别测出位置0到位置3、位置6间的距离,如图乙所示。已知打点周期T=0.02s,则木块的加速度a__

(2) 将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端,改变悬挂钩码的总质量m,测得相应的加速度a,作出a-m图象如图丙所示。已知当地重力加速度,则木块与木板间动摩擦因数μ=________(保留两位有效数字)

(3) 实验中________(选填需要不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量。

 

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如图所示,竖直墙上固定有光滑的小滑轮D,质量相等的物体A和B用轻弹簧连接,物体B放在地面上,用一根不可伸长的轻绳一端与物体A连接,另一端跨过定滑轮与小环C连接,小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆,小环C位于位置R时,绳与细杆的夹角为θ,此时物体B与地面刚好无压力,图中,SD水平,位置R和Q关于S对称,现让小环从R处由静止释放,环下落过程中绳始终处于拉直状态,且环到达Q时速度最大。下列关于小环C下落过程中的描述正确的是(   )

A. 小环C、物体A和轻弹簧组成的系统机械能守恒

B. 小环C下落到位置S时,小环C的机械能一定最大

C. 小环C从位置R运动到位置Q的过程中,弹簧的弹性势能一定先减小后增大

D. 小环C到达Q点时,物体A与小环C的动能之比为

 

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如图所示,光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.20m,两导轨的左端之间连接的电阻R=0.40Ω,导轨上停放一质量m=0.10kg的金属杆ab,位于两导轨之间的金属杆的电阻r=0.10Ω,导轨的电阻可忽略不计.整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下.现用一水平外力F水平向右拉金属杆,使之由静止开始运动,在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好,若理想电压表的示数U随时间t变化的关系如图乙所示.求金属杆开始运动经t=5.0s时,

A. 通过金属杆的感应电流的大小为1A,方向由b指向a

B. 金属杆的速率为4m/s

C. 外力F的瞬时功率为1W

D. 0~5.0s内通过R的电荷量为5C

 

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如图所示,光滑水平面上有一异形滑块ABCD在向右做匀变速运动,竖直平面内存在匀强电场,斜面BCAB光滑绝缘,上面分别有两个质量均为m的小球ab相对滑块静止,其中小球b带负电,电荷量大小为q,小球a不带电。重力加速度为g,则下列说法中正确的是

A. 滑块加速度大小为g

B. 滑块加速度大小为g

C. 电场强度的最小值为

D. 电场强度的最小值为

 

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