【題目】如圖所示,一質(zhì)量為M、足夠長的平板靜止于光滑水平面上,平板左端與水平輕彈簧相連,彈簧的另一端固定在墻上.平板上有一質(zhì)量為m的小物塊以速度v0向右運動,且在本題設(shè)問中小物塊保持向右運動.已知小物塊與平板間的動摩擦因數(shù)為μ,彈簧彈性勢能Ep與彈簧形變量x的平方成正比,重力加速度為g.求:
(1)當(dāng)彈簧第一次伸長量達(dá)最大時,彈簧的彈性勢能為Epm,小物塊速度大小為求該過程中小物塊相對平板運動的位移大小;
(2)平板速度最大時彈簧的彈力大小;
(3)已知上述過程中平板向右運動的最大速度為v.若換用同種材料,質(zhì)量為的小物塊重復(fù)上述過程,則平板向右運動的最大速度為多大?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
(1)對系統(tǒng)由能量守恒求解小物塊相對平板運動的位移;(2)平板速度最大時,處于平衡狀態(tài),彈力等于摩擦力;(3)平板向右運動時,位移大小等于彈簧伸長量,當(dāng)木板速度最大時彈力等于摩擦力,結(jié)合能量轉(zhuǎn)化關(guān)系解答.
(1)彈簧伸長最長時平板速度為零,設(shè)相對位移大小為s,對系統(tǒng)由能量守恒
mv02=m()2+Epm+μmgs
解得s=
(2)平板速度最大時,處于平衡狀態(tài),f=μmg
即F=f=μmg.
(3)平板向右運動時,位移大小等于彈簧伸長量,當(dāng)木板速度最大時
μmg=kx
對木板由動能定理得μmgx=Ep1+Mv2
同理,當(dāng)m′=m,平板達(dá)最大速度v′時,=kx′
μmgx′=Ep2+Mv′2
由題可知Ep∝x2,即Ep2=Ep1
解得v′=v.
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【題目】某同學(xué)利用圖甲所示的電路圖測量電流表的內(nèi)阻RA(約為10Ω)和電源的電動勢E。圖中R1和R2為電阻箱,S1、S2為開關(guān)。已知電流表的量程為100mA。
(1)斷開S2,閉合S1,調(diào)節(jié)R1的阻值,使滿偏;保持R1的阻值不變,閉合S2,調(diào)節(jié)R2,當(dāng)R2的阻值為5.2Ω時的示數(shù)為40 mA。則電流表的內(nèi)阻的測量值RA=___Ω。該測量值_____(填"大于”“小于”或“等于”)真實值。
(2)保持S1閉合,斷開S2 ,多次改變R1的阻值,并記錄電流表的相應(yīng)示數(shù)。若某次R1的示數(shù)如圖乙所示,則此次R1的阻值為_____Ω。
(3)利用記錄的R1的阻值和相應(yīng)的電流表示數(shù)I,作出I-1—R1圖象,如圖丙所示,利用圖丙可求得E=____V.。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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【題目】一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,t=0時刻的波形如圖所示,質(zhì)點P在波峰質(zhì)點Q在平衡位置再過0.2s,質(zhì)點Q第1次到達(dá)波峰。求:
(i)這列波的傳播速度;
(ii)質(zhì)點P的位移隨時間的變化規(guī)律以及t=s時P點的位移。
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【題目】某實驗小組利用如圖甲所示的電路測量一微安表量程為,內(nèi)阻約為的內(nèi)阻,可選用的器材有,定值電阻阻值為、滑動變阻器阻值范圍為,電源電動勢為2V,內(nèi)阻很小、電阻箱和阻值范圖均為、單刀單擲開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)和導(dǎo)線若干。
根據(jù)圖甲的電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實物電路補充完整。閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片在最左端 ________
完成電路連接后,該小組的操作步驟如下:
將滑動變阻器的滑片P移到最左端,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為0;閉合開關(guān),移動滑片P,使微安表的指針滿偏。
保持滑片P的位置不動,調(diào)節(jié)電阻箱,使微安表的示數(shù)正好是指針滿偏時的;記錄電阻箱的阻值,則微安表內(nèi)阻的測量值__________;
保持滑片P的位置不動,調(diào)節(jié)電阻箱,使微安表的示數(shù)正好是指針滿偏時的;記錄電阻箱的阻值,則微安表內(nèi)阻的測量值______。
微安表內(nèi)阻的測量值和都比實際值偏______選填“大”或“小”。
為減小系統(tǒng)誤差,該小組改進(jìn)了電路設(shè)計,如圖丙所示,先閉合開關(guān),將開關(guān)撥到位置a,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,使微安表的指針滿偏,然后將開關(guān)撥到位置b,保持滑片P的位置不變,同時調(diào)節(jié)電阻箱和,使電阻箱的阻值和電阻箱的阻值滿足______,且使微安表的示數(shù)正好是指針滿偏時的,則微安表內(nèi)阻的測量值。
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【題目】邊長為L的正方形金屬框在水平恒力F作用下運動,穿過方向如圖所示的有界勻強磁場區(qū)域.磁場區(qū)域的寬度為d(d>L).已知ab邊進(jìn)入磁場時,線框的加速度恰好為零.則線框進(jìn)入磁場的過程和從磁場另一側(cè)穿出的過程相比較,正確的是( )
A. 金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相反
B. 金屬框所受的安培力方向相反
C. 進(jìn)入磁場過程的所用的時間等于穿出磁場過程的時間
D. 進(jìn)入磁場過程的發(fā)熱量少于穿出磁場過程的發(fā)熱量
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【題目】如圖所示,在某空間實驗室中,有兩個靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域,分別存在著等大反向的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.10 T,磁場區(qū)域半徑r=m,左側(cè)區(qū)域圓心為O1,磁場向里,右側(cè)區(qū)域圓心為O2,磁場向外.兩區(qū)域切點為C.今有質(zhì)量m=3.2×10-26 kg、帶電荷量q=1.6×10-19 C的某種離子,從左側(cè)區(qū)域邊緣的A點以速度v=106 m/s正對O1的方向垂直磁場射入,它將穿越C點后再從右側(cè)區(qū)域穿出.求:
(1) 該離子通過兩磁場區(qū)域所用的時間;
(2)離子離開右側(cè)區(qū)域的出射點偏離最初入射方向的側(cè)移距離(側(cè)移距離指垂直初速度方向上移動的距離).
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【題目】某實驗小組采用了如圖甲所示的實驗裝置通過打點計時器所打出的紙帶和力的傳感器的示數(shù)來研究加速度和力的關(guān)系。本實驗已經(jīng)平衡了摩擦力輕滑輪摩擦不計用M表示小車的質(zhì)量,用m表示砂桶和砂子的總質(zhì)量。
(1)實驗中,一定要進(jìn)行的操作是___________
A.用天平測出m的大小
B.小車靠近打點計時器,先接通電源后釋放小車
C.改變砂桶中砂子的質(zhì)量,打出幾條紙帶
D.為減小誤差,要保證m遠(yuǎn)小于M
(2)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo),通過紙帶計算出的加速度為縱坐標(biāo),畫出的a-F圖像如圖乙所示,則可求出小車的質(zhì)量M=__kg。
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【題目】如圖所示,一固定桿與水平方向夾角=30°,將一滑塊套在桿上,通過輕繩懸掛一個小球。滑塊與小球恰能一起沿桿向下勻速運動,則下列說法中正確的是
A. 滑塊與桿之間動摩擦因數(shù)為0.5
B. 滑塊與桿之間動摩擦因數(shù)為
C. 當(dāng)二者相對靜止地沿桿上滑時輕繩對小球拉力斜向左上與水平方向成30°角
D. 當(dāng)二者相對靜止地沿桿上滑時輕繩對小球拉力斜向右上與水平方向成60°角
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【題目】如圖甲所示,用豎直向上的力F拉靜止在水平地面上的物體。物體在向上運動的過程中,其機(jī)械能E與位移x的關(guān)系如圖乙,其中OA為直線,AB為曲線,BC與x軸平行。選擇在地面處重力勢能為零,其它阻力不計。下列說法正確的是
A. 0~x1過程中物體所受拉力的功率隨時間均勻增加
B. x1~x2過程中,物體的動能先增大后減小
C. x2~x3過程中,物體的加速度不變
D. 0~x2過程中,物體克服重力做功的功率一直增大
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