【題目】如圖(甲)所示,地面上有一長為l=1m,高為h=0.8m,質(zhì)量M=2kg的木板,木板的右側(cè)放置一個質(zhì)量為m=1kg的木塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),已知木板與木塊之間的動摩擦因數(shù)為μ1=0.4,木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.6,初始時兩者均靜止,F(xiàn)對木板施加一水平向右的拉力F,拉力F隨時間的變化如圖(乙)所示,取g=10 m/s2。求:
(1)前2s木板的加速度;
(2)木塊落地時距離木板左側(cè)的水平距離。
【答案】(1) (2)
【解析】
根據(jù)圖像可以知道不同時刻受到的外力大小,再利用牛頓第二定律求解木塊的加速度;根據(jù)木塊和木板的受力分析各自的加速度和運(yùn)動情況,利用運(yùn)動學(xué)公式分析求解。
(1)因為木塊在木板上滑行的最大加速度為
mg =ma1
解得:a1=4m/s2
保持木塊與木板一起做勻加速運(yùn)動最大拉力Fm=(M+m)g+(M+m)a1=30N。
因F1=24N<Fm=30N,故木塊與木板一起做勻加速運(yùn)動,其加速度a由牛頓運(yùn)動定律可得:
F-(M+m)g=(M+m)a
解得:a=2m/s2
(2)2s末木塊與木板的速度為v,由運(yùn)動學(xué)知識可得:v=at1
2s后F2=34>Fm=30N,木塊和木板發(fā)生相對滑動,木塊加速度a1,木板加速度a2為:
F-mg-(M+m)g=Ma2
經(jīng)時間t2二者分離,此時由運(yùn)動學(xué)知識可得:
vt2+ a2 t22-(vt2+a1 t22)=l
解得:a2=6m/s2,t2=1s
此時木塊的速度v塊=v+ a1 t2
木板的速度:v板= v+ a2 t2
木塊與木板分離至滑落到地的時間為t3,由平拋運(yùn)動知識可得:
h=g t32
在木塊與木板分離至滑落到地的時間為t3內(nèi),木塊在水平方向向前的位移為:
S塊=v塊t3
木塊與木板分離后,木板的加速度為a3,由牛頓運(yùn)動定律可得:
F-Mg=Ma3
在木塊與木板分離至滑落到地的時間t3內(nèi),木板在水平方向向前的位移為:
S板=v板t3+a3 t32
所以,木塊落地時距離木板左側(cè):s= S板-S塊
聯(lián)立以上式子解得:s=1.68m
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】(10分)用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻。實驗器材:待測電源(電動勢約3V,內(nèi)阻約2Ω),保護(hù)電阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω),滑動變阻器R,電流表A,電壓表V,開關(guān)S,導(dǎo)線若干。
實驗主要步驟:
(。⿲⒒瑒幼冏杵鹘尤腚娐返淖柚嫡{(diào)到最大,閉合開關(guān);
(ⅱ)逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值,記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I;
(ⅲ)以U為縱坐標(biāo),I為橫坐標(biāo),作U—I圖線(U、I都用國際單位);
(ⅳ)求出U—I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a。
回答下列問題:
(1)電壓表最好選用______;電流表最好選用______。
A.電壓表(0-3V,內(nèi)阻約15kΩ) B.電壓表(0-3V,內(nèi)阻約3kΩ)
C.電流表(0-200mA,內(nèi)阻約2Ω) D.電流表(0-30mA,內(nèi)阻約2Ω)
(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大,兩導(dǎo)線與滑動變阻器接線柱連接情況是______。
A.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器電阻絲兩端的接線柱
B.兩導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿兩端的接線柱
C.一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲左端接線柱
D.一條導(dǎo)線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱,另一條導(dǎo)線接在電阻絲右端接線柱
(3)選用k、a、R1、R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達(dá)式E=______,r=______,代入數(shù)值可得E和r的測量值。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,勻強(qiáng)磁場方向豎直向下,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.正方形金屬框abcd可繞光滑軸OO′轉(zhuǎn)動,邊長為L,總電阻為R,ab邊質(zhì)量為m,其他三邊質(zhì)量不計,現(xiàn)將abcd拉至水平位置,并由靜止釋放,經(jīng)一定時間到達(dá)豎直位置,ab邊的速度大小為v,則下列說法不正確的是( )
A. 在豎直位置時金屬框產(chǎn)生的電動勢大小為E=BvL
B. 從水平到豎直的過程中通過ab的電荷量為q=BL2/R
C. 從水平到豎直的過程中金屬框內(nèi)產(chǎn)生熱量大小等于mgL-
D. 從水平到豎直的過程中通過ab桿上b點(diǎn)電勢大于a點(diǎn)電勢
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某探究小組想利用驗證機(jī)械能守恒定律的裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣,如圖甲所示.框架上裝有可上下移動位置的光電門1和固定不動的光電門2;框架豎直部分緊貼一刻度尺,零刻度線在上端,可以測量出兩個光電門到零刻度線的距離x1和x2;框架水平部分用電磁鐵吸住一個質(zhì)量為m的小鐵塊,小鐵塊的重心所在高度恰好與刻度尺零刻度線對齊.切斷電磁鐵線圈中的電流時,小鐵塊由靜止釋放,當(dāng)小鐵塊先后經(jīng)過兩個光電門時,與光電門連接的傳感器即可測算出其速度大小v1和v2 .小組成員多次改變光電門1的位置,得到多組x1和v1的數(shù)據(jù),建立如圖乙所示的坐標(biāo)系并描點(diǎn)連線,得出圖線的斜率為k.
(1)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>________(用k表示).
(2)若選擇光電門2所在高度為零勢能面,則小鐵塊經(jīng)過光電門1時的機(jī)械能表達(dá)式為 __________ (用題中物理量的字母表示).
(3)關(guān)于光電門1的位置,下面哪個做法可以減小重力加速度的測量誤差( )
A.盡量靠近刻度尺零刻度線
B.盡量靠近光電門2
C.既不能太靠近刻度尺零刻度線,也不能太靠近光電門2
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】為了探究質(zhì)量一定時加速度與力的關(guān)系。一同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量,m為砂和砂桶的質(zhì)量。(滑輪質(zhì)量不計)
(1)實驗時,一定要進(jìn)行的操作或保證的條件是________。
A.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量
B.將帶滑輪的長木板右端墊高,以平衡摩擦力
C.小車靠近打點(diǎn)計時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄彈簧測力計的示數(shù)
D.改變砂和砂桶的質(zhì)量,打出幾條紙帶
E.為減小誤差,實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M
(2)該同學(xué)在實驗中得到如圖所示的一條紙帶(相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有兩個點(diǎn)沒有畫出)。已知打點(diǎn)計時器采用的是頻率為50Hz的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(3)以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo),畫出的a-F圖象是一條直線,圖線與橫軸的夾角為θ,求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量為________。
A.2tan θ B. C.k D.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角為θ的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為L.M、P兩點(diǎn)間接有電阻值為R的電阻,一根質(zhì)量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直.整套裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直斜面向下.導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略.讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,不計它們之間的摩擦.求:
(1)在加速下滑過程中,當(dāng)ab桿的速度大小為v時桿中的電流及桿的加速度大;
(2)在下滑過程中,ab桿可以達(dá)到的速度最大值.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,由某種透明物質(zhì)制成的直角三棱鏡ABC,∠A=30°,AB長為2 m,且在AB外表面鍍有水銀。一束與BC面成45°角的光線從BC邊的中點(diǎn)D射入棱鏡。已知棱鏡對該光的折射率n=。.求光線從AC面射出校鏡的位置和在該位置對應(yīng)的折射角。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在足夠長的傾角為30°的光滑斜面上,甲、乙兩個小滑塊同時以一定的初速度沿斜面向上運(yùn)動。開始運(yùn)動時兩個滑塊所在的位置A和B相距s=0.5m,滑塊乙的初速度大小v乙=1m/s,滑塊乙的質(zhì)量是滑塊甲的質(zhì)量的,重力加速度g取10m/s2。
(1)如果當(dāng)滑塊乙向上運(yùn)動的速度等于零時兩滑塊剛好發(fā)生碰撞,求滑塊甲的初速度大小v甲;
(2)如果當(dāng)滑塊乙返回到B位置時兩滑塊剛好發(fā)生碰撞,且碰撞后滑塊甲的速度大小0.1m/s,方向沿斜面向上,求碰撞后滑塊乙再次回到B位置所需的時間。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,間距的平行導(dǎo)軌MNS、PQT處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為的兩個勻強(qiáng)磁場中,水平導(dǎo)軌處的磁場方向豎直向上,光滑傾斜導(dǎo)軌處的磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向下。長度均為L、質(zhì)量均為、電阻均為的導(dǎo)體排ab、cd分別垂直放置于水平和傾斜導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計,導(dǎo)體棒ab通過兩根跨過光滑定滑輪的絕緣細(xì)線分別與質(zhì)量的物體C和導(dǎo)體棒cd相連,細(xì)線沿導(dǎo)軌中心線且在導(dǎo)軌平面內(nèi),細(xì)線及滑輪的質(zhì)量不計,已知傾斜導(dǎo)軌與水平面的夾角,水平導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒ab間的動摩擦因數(shù),重力加速度g取,,兩導(dǎo)軌足夠長,導(dǎo)體棒cd運(yùn)動中始終不離開傾斜導(dǎo)軌。將物體C由靜止釋放,當(dāng)它達(dá)到最大速度時下落的高度,在這一運(yùn)動過程中,求:
物體C的最大速度;
導(dǎo)體棒ab產(chǎn)生的焦耳熱。
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