【題目】如圖,光滑軌道abcd固定在豎直平面內(nèi),ab水平,bcd為半圓,在b處與ab相切。在直軌道ab上放著質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=1kg的物塊A、B(均可視為質(zhì)點),用輕質(zhì)細(xì)繩將A、B連接在一起,且A、B間夾著一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧(未被拴接),其彈性勢能Ep=12J。軌道左側(cè)的光滑水平地面上停著一質(zhì)量M=2kg、長L=0.5m的小車,小車上表面與ab等高,F(xiàn)將細(xì)繩剪斷,之后A向左滑上小車,B向右滑動且恰好能沖到圓弧軌道的最高點d處。已知A與小車之間的動摩擦因數(shù)滿足0.1≤≤ 0.3,g取10m/s2,求
(1)A、B離開彈簧瞬間的速率vA、vB;
(2)圓弧軌道的半徑R;
(3)A在小車上滑動過程中產(chǎn)生的熱量Q(計算結(jié)果可含有)。
【答案】(1)4m/s(2)0.32m(3) 當(dāng)滿足0.1≤μ<0.2時,Q1=10μ ;當(dāng)滿足0.2≤μ≤0.3時,
【解析】
(1)彈簧恢復(fù)到自然長度時,根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律求解兩物體的速度;
(2)根據(jù)能量守恒定律和牛頓第二定律結(jié)合求解圓弧軌道的半徑R;
(3)根據(jù)動量守恒定律和能量關(guān)系求解恰好能共速的臨界摩擦力因數(shù)的值,然后討論求解熱量Q.
(1)設(shè)彈簧恢復(fù)到自然長度時A、B 的速度分別為vA、vB, 由動量守恒定律: 由能量關(guān)系:
解得vA=2m/s;vB=4m/s
(2)設(shè)B經(jīng)過d點時速度為vd,在d點:
由機械能守恒定律:
解得R=0.32m
(3)設(shè)μ=μ1時A恰好能滑到小車左端,其共同速度為v,由動量守恒定律:由能量關(guān)系:
解得μ1=0.2
討論:
(。┊(dāng)滿足0.1≤μ<0.2時,A和小車不共速,A將從小車左端滑落,產(chǎn)生的熱量為 (J)
(ⅱ)當(dāng)滿足0.2≤μ≤0.3時,A和小車能共速,產(chǎn)生的熱量為,解得Q2=2J
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【題目】如圖所示,在勻強磁場中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速,繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖中曲線a、b所示,則( )
A. 兩次t=0時刻線圈平面均與中性面重合
B. 曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為3:2
C. 曲線a表示的交變電動勢頻率為0.25 Hz
D. 交流電b可以加在耐壓值為8V的電容器兩端
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【題目】“復(fù)興號”動車組在京滬高鐵率先實現(xiàn)350公里時速運營,我國成為世界上高鐵商業(yè)運營速度最高的國家。一列“復(fù)興號”正在勻加速直線行駛途中,某乘客在車廂里相對車廂以一定的速度豎直向上拋出一個小球,則小球( )
A. 在最高點對地速度為零
B. 在最高點對地速度最大
C. 落點位置與拋出時車廂的速度大小無關(guān)
D. 拋出時車廂速度越大,落點位置離乘客越遠(yuǎn)
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【題目】用如圖所示的實驗裝置來探究小球作圓周運動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系,轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動,槽內(nèi)的球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對球的壓力提供了向心力,球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降,從而露出標(biāo)尺,標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值。某次實驗圖片如下,請回答相關(guān)問題:
(1)在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時我們主要用到了物理學(xué)中的______方法;
A.理想實驗法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.演繹法
(2)圖中是在研究向心力的大小,與_________的關(guān)系。
A.質(zhì)量m B.角速度ω C.半徑r
(3)若圖中標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為1:9,運用圓周運動知識可以判斷與皮帶連接的變速輪塔對應(yīng)的半徑之比為___________
A.1:9 B.3:1 C.l:3 D.1:1
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【題目】如圖a所示,在平直的道路上,依次有編號為A、B、C、D、E五根標(biāo)志桿,相鄰兩桿之間的距離是相等的。一輛汽車以V0=20m/s的速度勻速向標(biāo)志桿駛來,當(dāng)司機經(jīng)過O點時開始剎車,由于司機有反應(yīng)時間,汽車先勻速運動一段距離再做勻減速運動,直到停止。開始剎車后的0~7.5s內(nèi)汽車的v﹣t圖象如圖b所示,其中如tB=5.5s、tC=7.5s分別是司機經(jīng)過B、C桿的時刻。求:
(1)剎車過程中的加速度大小;
(2)司機的反應(yīng)時間t1;
(3)相鄰兩根標(biāo)志桿的距離L;
(4)A桿距O點的距離XOA。
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【題目】①某同學(xué)用如圖所示裝置做“驗證牛頓第二定律”的實驗,若他在圖示狀態(tài)下開始做實驗,請指出圖中的主要錯誤是(至少寫兩項):_________________、______________________。
②若他更正了圖中的所有錯誤后,他以下的做法和理由正確的是________;
A.使砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車總質(zhì)量M,是為了減小系統(tǒng)誤差
B.平衡摩擦力是為了減小偶然誤差
C.采用描點畫圖象的方法處理數(shù)據(jù),是為了減少系統(tǒng)誤差
D.采用逐差法處理數(shù)據(jù),是為了減少偶然誤差
③他在實驗中得到如圖所示紙帶,紙帶上的計數(shù)點用A、B、C、D、E表示。根據(jù)圖上數(shù)據(jù),小車經(jīng)過B點時的速度是___________m/s。(相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1s)
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【題目】一束電子流在經(jīng)U=5 000 V的加速電壓加速后,在距兩極板等距離處垂直進入平行板間的勻強電場,如圖所示.若兩板間距d=1.0 cm,板長l=5.0 cm,那么要使電子能從平行板間飛出,兩個極板上最多能加多大電壓?
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【題目】如圖甲所示的直角三角板緊貼在固定的刻度尺上方,現(xiàn)假使三角板沿刻度尺水平向右勻速運動的同時,一支鉛筆從三角板直角邊的最下端,由靜止開始沿此邊向上做勻加速直線運動,下列關(guān)于鉛筆尖的運動及其留下的痕跡的判斷中,正確的有( )
A. 筆尖留下的痕跡可以是一條如圖乙所示的拋物線
B. 筆尖留下的痕跡可以是一條傾斜的直線
C. 在運動過程中,筆尖運動的速度方向始終保持不變
D. 在運動過程中,筆尖運動的加速度方向始終保持不變
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【題目】(10分)某學(xué)習(xí)小組要描繪一只小電珠(2.5 V,0.5A)的伏安特性曲線,所供選擇的器材除了導(dǎo)線和開關(guān)外,還有以下一些器材可供選擇:
A.電源E(電動勢為3.0V,內(nèi)阻不計)
B.電壓表V1(量程為0~3.0V,內(nèi)阻約為2kΩ)
C.電壓表V2(量程為0~15.0V,內(nèi)阻約為6kΩ)
D.電流表A1(量程為0~0.6A,內(nèi)阻約為1Ω)
E.電流表A2(量程為0~100mA,內(nèi)阻約為2Ω)
F.滑動變阻器R1(最大阻值10Ω)
G.滑動變阻器R2(最大阻值2kΩ)
(1)為了減小實驗誤差,實驗中電壓表,電流表,滑動變阻器應(yīng)分別選擇________.(填器材前面的選項字母)
(2)為提高實驗精度,請你為該學(xué)習(xí)小組設(shè)計電路圖,并畫在虛線框中_____________.
(3)下表中的各組數(shù)據(jù)是此學(xué)習(xí)小組在實驗中測得的,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格紙上作出該電珠的伏安特性曲線________________________________。
(4)如果用一個電動勢為1.5V,內(nèi)阻為3Ω的電源與該小電珠組成電路,則該小電珠的實際功率為__________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
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