【題目】如圖所示,傾角為θ=30°的光滑斜面上有固定擋板AB,斜面上B、C兩端點間高度差為h;斜面上 疊放著質(zhì)量均為m的小物塊和薄木板,小物塊視為質(zhì)點,薄木板長為L,下端位于擋板AB處,整體處于靜止狀態(tài)。木板和物塊兩者間的動摩擦因數(shù),最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g。
(1)若木板和物塊一起以某初速度沿斜面向上運動,木板上端恰能到達C點,求初速度大小v0;
(2)若給木板施加一平行斜面向上的拉カ,為使木板上滑且與物塊間沒有相對滑動,求拉カ應(yīng)滿足 的條件;
(3)若給木板施加一平行斜面向上的拉力,且大小為F =2mg,假設(shè)在此后的運動過程中小物塊始終未脫離木板,要使木板上端恰能到達C點,求拉カF作用的時間t1.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】(1)研究木板和小物塊整體,由動能定理有
﹣2mg(h﹣Lsinθ)=0﹣
解得:v0=
(2)設(shè)物塊沿斜面向上運動的最大加速度為a,最大拉力為Fm,則
μmgcosθ﹣mgsinθ=ma
對整體有 Fm﹣2mgsinθ=2ma
解得 Fm=1.5mg
要使整體能沿斜面上升應(yīng)滿足 F>2mgsinθ=mg
所以 mg<F≤1.5mg
(3)物塊相對木板滑動過程中,設(shè)物塊的加速度為a1,有拉力作用時木板的加速度為a2,撤去拉力后木板的加速度大小為a3,則
對物塊 μmgcosθ﹣mgsinθ=ma1.
對木板 F﹣mgsinθ﹣μmgcosθ=ma2
mgsinθ+μmgcosθ=ma3
在t1時刻小物塊的速度為v1,木板的速度v2,則
v1=a1t1,v2=a2t1
設(shè)撤去拉力后,經(jīng)過時間t2二者速度相同,則
v3=v2﹣a3t2=v1+a1t2
此后二者一起勻減速上滑,設(shè)加速度大小為a4,則
2mgsinθ=2ma4.
全過程中木板的位移:
由幾何關(guān)系有:
聯(lián)立解得拉力F作用的時間 t1=
綜上所述本題答案是:(1) (2) (3)
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【題目】某實驗小組Ω欲描繪小燈泡的伏安特性曲線,現(xiàn)提供下列器材:
A.電壓表V(量程6V,內(nèi)阻約6kg)
B.電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻約10Ω)
C.電阻箱R1(0-99.9Ω)
D.定值電阻R2=200Ω
E.定值電阻R3=100Ω
F.滑動變阻器R4(0-10Ω)
G.滑動變阻器R5(0-100Ω)
H.規(guī)格為“6V,6W”的待測燈泡
J.開關(guān)、導線若干
(1)某同學根據(jù)實驗原理,將電流表的量程由0.6A擴大至1.0A,首先采用了如圖1所示的電路測量電流表內(nèi)阻。閉合開關(guān)S1,反復調(diào)節(jié)電阻箱阻值,當R1=19.0Ω時,發(fā)現(xiàn)閉合和打開開關(guān)S2時電流表指針指示值相同,則電流表的內(nèi)阻RA=_______________Ω。若忽略偶然誤差,從理論上分析,實驗測得的電流表內(nèi)阻值______________(選填“大于”、“小于”或“等于”)真實值;
(2)圖2是測量燈泡電流隨電壓變化的實物電路,請你用筆畫線代替導線完成電路連接________(要求在閉合開關(guān)前,滑動變阻器滑動頭置于最左端);
(3)實驗中,滑動變阻器應(yīng)擇_____________(選填“R4"或“R5”)。
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【題目】如圖所示為示波管內(nèi)的聚焦電場,圖中實線為電場線,虛線為等勢線,a,b,c為靜電場中的三點,b,c在同一條直線的電場線上,則下列說法正確的是( )
A. a,b,c三點中,c點電勢最高
B. a,b,c三點中,a點場強最大
C. 正電荷在b點的電勢能大于在c點的電勢能
D. 負電荷在b點由靜止釋放,僅在電場カ的作用下能沿直線由b點運動到c
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【題目】在“探究恒力做功與物體的動能改變量的關(guān)系”的實驗中,組裝的實驗裝置如圖所示:
(1)如上圖所示,該學習小組的同學用沙和沙箱的總重力作為滑塊受到的拉力,探究滑塊所受合力做功與滑塊動能變化的關(guān)系。為了讓實驗更加精確,該小組成員提出了以下實驗指施,你認為下列做法中誤的是(______)
A.保持沙和沙桶的質(zhì)量遠大于滑塊質(zhì)量
B.實驗時要先接通電源再釋放滑塊
C.把木板的左增端墊起適當?shù)母叨纫云胶饽Σ亮?/span>
D.調(diào)整滑輪的高度使細線與長木板平行
(2)在多次重復實驗得到的紙帶中選出滿意的一條,如圖所示,A點是打下的第一個點(速度可以看成零),ABCDEF是紙帶上依次取若干個計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間還有4個點(圖中未畫出),用刻度尺測得各計數(shù)點之間的距離分別為,,,,,沙桶總重力作為滑塊所受合力,已知沙桶總重力為,滑塊質(zhì)量為,算出從打A點到打E點這一過程中合力做功W=______J(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),滑塊動能增量_____J(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。通過計算得到的數(shù)據(jù)結(jié)果,可以做出本實驗的結(jié)論是____________________。
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【題目】為驗證物體所受合外力一定時,加速度與質(zhì)量成反比,同學們設(shè)計了如圖a所示的裝置來進行實驗。在自制的雙層架子上固定帶有刻度標記的水平木板,架子放在水平桌面上。實驗操作步驟如下:
①適當調(diào)整裝置,使裝置不帶滑輪的一端稍稍墊高一些。
②在兩個托盤中放入砝碼,并使兩托盤質(zhì)量(含砝碼)相同,且遠小于小車的質(zhì)量。連接小車的細線跨過定滑輪與托盤相連。
③讓兩小車緊靠右邊的擋板,小車前端在刻度尺上的讀數(shù)如圖a所示,在甲車上放上砝碼,同時釋放兩小車,當小車運動一段時間后,用手機對整個裝置進行拍照。結(jié)合照片和小車的初始刻度標記,得到甲、乙兩車運動的距離分別為s1、s2。
④在甲小車上逐漸增加砝碼個數(shù),重復步驟③
(1)本實驗的原理是通過驗證小車發(fā)生的位移與小車(含砝碼)的質(zhì)量成_________關(guān)系,來驗證合外力一定時加速度與質(zhì)量成反比。
(2)實驗前將裝置右端稍稍墊高一些的目的是____________________________。
(3)某次拍到的照片如圖b所示,則小車通過的位移是_________________cm
(4)如果以為橫坐標,以甲車(含砝碼)的質(zhì)量為縱坐標,作出的圖線如圖c所示,則該直線斜率代表的物理量是____________________________,其大小為______________。
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【題目】如圖所示,內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的1/4圓弧管固定在豎直平面內(nèi),圓弧的半徑r為0.2m,質(zhì)量為0.06kg,帶電荷量為q=8×10-3C,略小于圓弧截面的帶電小球,從與0點等高的A點沿圓管內(nèi)由靜止運動到最低點B,然后從B點進入板距d=0.08 m的兩平行板電容器后剛好能在水平方向上做勻速直線運動,且此時電路中的電動機剛好能正常工作。已知電源的電動勢為12V,內(nèi)阻為1Ω,定值電阻R的阻值為6Ω,電動機的內(nèi)阻為0.5Ω.求(取g=10m/s)
(1)小球到達B點時的速度;
(2)電容器兩端電壓為多大;
(3)電動機的機械功率。
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【題目】如圖所示,真空中兩點電荷固定在M、N兩點,在MN連線上有關(guān)于中點O點對稱的兩點a、c,在MN連線的中垂線上有關(guān)于O點對稱的兩點b、d,則下列說法正確的是( )
A. 若兩點電荷為等量同種電荷,則a點與c點的電場強度相同
B. 若兩點電荷為等量同種電荷,則b點與d點的電場強度大小相等
C. 若兩點電荷為等量異種電荷,把正電荷放在a點時的電勢能一定大于放在c點時的電勢能
D. 若兩點電荷為等量異種電荷,把正電荷從b點移到d點電勢能先增大后減小
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【題目】如圖所示,傾角為θ=30°的光滑斜面上有固定擋板AB,斜面上B、C兩端點間高度差為h;斜面上 疊放著質(zhì)量均為m的小物塊和薄木板,小物塊視為質(zhì)點,薄木板長為L,下端位于擋板AB處,整體處于靜止狀態(tài)。木板和物塊兩者間的動摩擦因數(shù),最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g。
(1)若木板和物塊一起以某初速度沿斜面向上運動,木板上端恰能到達C點,求初速度大小v0;
(2)若給木板施加一平行斜面向上的拉カ,為使木板上滑且與物塊間沒有相對滑動,求拉カ應(yīng)滿足 的條件;
(3)若給木板施加一平行斜面向上的拉力,且大小為F =2mg,假設(shè)在此后的運動過程中小物塊始終未脫離木板,要使木板上端恰能到達C點,求拉カF作用的時間t1.
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【題目】如圖所示,為了驗證碰撞中的動量守恒和檢驗兩個滑塊的碰撞是否為彈性碰撞。某同學選取了兩個體積相同、質(zhì)量不同、與水平面的動摩擦因數(shù)相同的滑塊A、B,按下述步驟做實驗:
①用天平測出兩個滑塊的質(zhì)量分別為mA,mB;
②將圖示裝置固定在水平面上,使圓弧形軌道末端切線水平;
③先不放滑塊B,讓滑塊A多次從圓弧軌道上某一位置由靜止釋放,記下。其在水平面上滑行距離的平均值x0;
④將滑塊B靜止置于軌道下端水平部分,仍將滑塊A從軌道上同一位置由靜止釋放,與滑塊B碰撞,重復多次。
(1)為確保實驗中滑塊A不反向運動,mA,mB,應(yīng)滿足的關(guān)系是_______________
(2)實驗中,還需要測量的量是__________________。
(3)用測得的物理量來表示,只要滿足關(guān)系式__________,則說明碰撞過程中動量是守恒的
(4)用測得的物理量來表示,只要滿足關(guān)系式_____________,則說明兩滑塊的碰撞是彈性碰撞。
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