【題目】如圖所示,光滑水平面上有一木板槽(兩側(cè)擋板厚度忽略不計(jì)),質(zhì)量M=2.0kg,槽的長度L=2.0m,在木板槽的最左端有一個小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),質(zhì)量m=1.0kg,小滑塊與木板槽之間的動摩擦因數(shù). 開始時它們都處于靜止?fàn)顟B(tài),某時刻起對木板槽施加一個F=10.0N水平向左的恒力,此后小滑塊將相對木板槽滑動。
(1)求小滑塊滑到木板槽中點(diǎn)時速度的大小;
(2)水平面光滑是一種理想化的情況,實(shí)際上木板槽與水平面間是有摩擦的,經(jīng)測定木板槽與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.05。如果使小滑塊滑到木板槽中點(diǎn)時的速度與第(1)問所求速度相同,請你通過計(jì)算確定一種方案:即只改變M、m、F中一個物理量的大小,實(shí)現(xiàn)上述要求(只要提出一種方案即可)。
【答案】(1)2m/s(2)若只改變F,則F=11.5N,若只改變M,則M=1.67kg,若只改變m,則m=0.40kg
【解析】
小滑塊滑到木板槽中點(diǎn)時,滑塊與木板的位移差等于一半板長,根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合位移公式求出時間,再由速度公式求出速度大;根據(jù)牛頓第二定律求出木板槽與水平面間是有摩擦?xí)r的加速度,使小滑塊滑到木板槽中點(diǎn)時的速度與第(1)問所求速度相同,只加速度不變,據(jù)此求出此時的相關(guān)量.
(1)木板槽受到水平向左的恒力后,向左做勻加速直線運(yùn)動,所受向右的摩擦力,
根據(jù)牛頓第二定律,木板槽的加速度,
設(shè)經(jīng)過時間t后小滑塊滑到木板槽中點(diǎn),在這段時間內(nèi)木板槽的位移,
小滑塊因受向左的摩擦力,將向左做勻加速直線運(yùn)動,
根據(jù)牛頓第二定律,小滑塊的加速度,
在時間t內(nèi)木板的位移
由圖可知,解得,
則小滑塊滑到木板槽中點(diǎn)時的速度;
(2)由于小滑塊滑到木板槽中點(diǎn)時的速度與第(1)問所求速度相同,而小滑塊的加速度不變,所以當(dāng)木板槽與水平面間有摩擦?xí)r,要求木板槽的加速度也不變,
即
若只改變F,則F=11.5N;
若只改變M,則M=1.67kg;
若只改變m,則m=0.40kg.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,電荷量為+q,質(zhì)量為m的小球用一根長為L的絕緣細(xì)繩懸掛于O點(diǎn),所在的整個空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場,已知重力加速度為g。現(xiàn)將懸線拉直使小球從與O點(diǎn)等高的A點(diǎn)靜止釋放,當(dāng)小球運(yùn)動到O點(diǎn)正下方的B點(diǎn)時速度的大小為v=。求:
(1)該電場的場強(qiáng)E的大小;
(2)小球剛到達(dá)B點(diǎn)時繩的拉力;
(3)若到達(dá)B點(diǎn)后繩子突然斷裂,斷裂時小球以原速度拋出,則小球再次經(jīng)過O點(diǎn)正下方時與O點(diǎn)的距離是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,間距為L兩根平行的光滑導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌間接有電容C,處于垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場B中,質(zhì)量為m電阻為R的金屬桿ab接在兩導(dǎo)軌之間并靜止釋放,ab下落過程中始終保持與導(dǎo)軌接觸良好,設(shè)導(dǎo)軌足夠長,電阻不計(jì)。
A. ab做自由落體運(yùn)動
B. ab做勻加速運(yùn)動,且加速度為
C. ab做勻加速運(yùn)動,若加速度為a,則回路的電流為I=CBLa
D. ab做加速度減小的變加速運(yùn)動運(yùn)動,最后勻速運(yùn)動,最大速度為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一質(zhì)量m=0.1 kg、電阻R=0.06 Ω、邊長L=0.25 m的正方形導(dǎo)線框從傾角為37°,動摩擦因數(shù)μ=0.5的固定斜面上由靜止開始下滑。下滑距離d=0.25 m后進(jìn)入寬度也為d、方向垂直于斜面向上的勻強(qiáng)磁場中。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4 T,cd邊離開磁場時線框恰好做勻速運(yùn)動。磁場的上下邊界線水平,運(yùn)動過程中線框的下邊ab邊始終水平。試求:
(1)ab邊剛進(jìn)入磁場時兩端的電勢差Uab;
(2)線框cd邊離開磁場時的速度v;
(3)線框穿過磁場的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示是利用自由落體運(yùn)動進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置,所用的打點(diǎn)計(jì)時器通以50Hz的交流電。
(1)某同學(xué)按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟操作后,選出一條紙帶如圖所示,其中O點(diǎn)為重物剛要下落時打點(diǎn)計(jì)時器打下的第一個點(diǎn),A、B、C為三個計(jì)數(shù)點(diǎn),用刻度尺測得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個點(diǎn)。已知重物的質(zhì)量為1.00kg,取g =9.80m/s2 。在OB段運(yùn)動過程中,重物重力勢能的減少量ΔEp=_____J;重物的動能增加量ΔEk=_______J(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。
(2)根據(jù)該同學(xué)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果,回答這個結(jié)果是否合理?并簡要說明依據(jù)是什么。______________________.
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【題目】一平行板電容器長L=10cm,寬a=8cm,板間距d=4cm,在板左側(cè)有一個U0=400V加速電場(圖中沒畫出),使不計(jì)重力的離子從靜止經(jīng)加速電場加速后,沿足夠長的“狹縫”,沿著與兩板平行的中心平面,連續(xù)不斷地向整個電容器射入,離子的比荷均為2×1010C/kg,距板右端L/2處有一屏,如圖甲所示,如果在平行板電容器的兩極板間接上如圖乙所示的交流電,由于離子在電容器中運(yùn)動所用的時間遠(yuǎn)小于交流電的周期,故離子通過電場的時間內(nèi)電場可視為勻強(qiáng)電場。試求:
(1)離子進(jìn)入平行板電容器時的速度;
(2)離子打在屏上的區(qū)域面積;
(3)在一個周期內(nèi),離子打到屏上的時間.
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【題目】月球背面有許多秘密未能解開,原因在于我們無法從地球上直接觀測到月球背面,為探測月球背面,我國計(jì)劃于2018年12月發(fā)射“嫦娥四號”探測器,將實(shí)現(xiàn)人類首次月球背面著陸,并開展巡視探測。假設(shè)“嫦娥四號”探測器的發(fā)射過程簡化如下:探測器從地球表面發(fā)射后,進(jìn)人地月轉(zhuǎn)移軌道,經(jīng)過M點(diǎn)時變軌進(jìn)入距離月球表面100km的圓形軌道I,在軌道I上經(jīng)過P點(diǎn)時再次變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ,之后將在Q點(diǎn)著陸月球表面。下列說法正確的是
A. “嫦娥四號”探測器的發(fā)射速度大于地球的第二宇宙速度
B. “嫦娥四號”在軌道Ⅰ上的速度小于月球的第一宇宙速度
C. “嫦娥四號”在軌道Ⅰ上的周期小于在軌道Ⅱ上的周期
D. “嫦娥四號”在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過M點(diǎn)的速度大于在軌道Ⅰ上經(jīng)過M點(diǎn)的速度
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,小木塊a、b和c(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤上,a、b兩個質(zhì)量均為m ,c的質(zhì)量為;a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為L,b、c與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為2L且均處于水平圓盤的邊緣。木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為g,若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動,下列說法正確的是( )
A. b、c 所受的摩擦力始終相等,故同時相對圓盤滑動
B. 當(dāng)a、b 和 c均未滑動時,a、c所受摩擦力的大小相等
C. b 和 c 均未滑動時線速度大小不相等
D. b 開始滑動時的角速度是
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【題目】某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律
(1)下列說法正確的是_________(選填字母代號)
A.每次改變小車質(zhì)量時,應(yīng)重新平衡摩擦力
B.實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先釋放小車后接通電源
C.調(diào)節(jié)滑輪的高度,使細(xì)線與木板平行
D.實(shí)驗(yàn)中小車的加速度越大越好
(2)在實(shí)驗(yàn)中,得到一條如圖所示的紙帶,已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T=0.1 s,且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分別為3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm,則小車的加速度a=________ m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(3)消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后,可用盤和重物總重力代替小車所受的拉力,此時盤和重物質(zhì)量m與小車和車上砝碼總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的關(guān)系為_______________;
(4)有一組同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定,探究加速度a與所受外力F的關(guān)系,他們在軌道水平及傾斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn),得到了兩條a-F圖線,如圖所示。圖線______是在軌道傾斜情況下得到的(填“①”或“②”);小車及車中砝碼的總質(zhì)量M=______ kg。
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