【題目】如圖甲所示是我們常見的按壓式圓珠筆,可以做一個有趣的實驗,先將筆倒立向下按壓然后放手,筆將向上彈起一定的高度.為了研究方便,把筆簡化為外殼(M=10g)、內(nèi)芯(m=5g)和輕質(zhì)彈簧三部分.如圖乙,在圓珠筆尾部的按鈕上放一個100g的砝碼(尾部按鈕質(zhì)量忽略不計),砝碼靜止時,彈簧壓縮量為2mm.彈跳過程可以分為三個階段(如圖丙所示):
①把筆豎直倒立于水平硬桌面,下壓外殼使其下端接觸桌面(見位置a),彈簧壓縮3.6mm;
②由靜止釋放,外殼豎直上升與靜止的內(nèi)芯發(fā)生碰撞前瞬間,彈簧恰好恢復原長(見位置b);
③外殼與內(nèi)芯發(fā)生碰撞,碰撞后內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到最大高度處(見位置c).不計摩擦與空氣阻力,則:
(1)求輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)并在圖丁中畫出彈簧彈力隨壓縮量x變化的關(guān)系示意圖(不用標出具體數(shù)據(jù));
(2)借助彈簧彈力的大小F隨彈簧壓縮量x變化的F-x圖像可以確定彈力做功的規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,求外殼豎直上升與靜止的內(nèi)芯發(fā)生碰撞前瞬間的速度(該過程重力做功遠小于彈力做功,可忽略);
(3)求碰撞后內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到的最大高度為多少?已知碰撞后的共同速度大小為碰撞前瞬間外殼速度大小的.
【答案】(1) , (2) (3)
【解析】
(1)根據(jù)平衡條件以及胡克定律可求得勁度系數(shù),并畫出對應的圖象;(2)對過程進行分析,根據(jù)機械能守恒定律可求得碰前的瞬時速度; (3)碰撞后內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升由機械能守恒定律列式求得最大高度.
(1)砝碼處于靜止狀態(tài)時,根據(jù)平衡條件有
解得:
彈力和形變量成正比關(guān)系,F(xiàn)-x圖如圖所示
(2)彈簧彈起外殼豎直上升的過程,忽略重力做功,只有彈簧的彈力做功,
由系統(tǒng)的機械能守恒有:
解得:
(3)碰撞后內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升,系統(tǒng)只有重力做負功,
由機械能守恒定律得:
解得:
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【題目】如圖所示,A、B和M、N為兩組平行金屬板。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,自A板中央小孔進入A、B間的電場,經(jīng)過電場加速,從B板中央小孔射出,沿M、N極板間的中心線方向進入該區(qū)域。已知極板A、B間的電壓為U0,極板M、N的長度為l,極板間的距離為d。不計粒子重力及其在a板時的初速度。
(1)求粒子到達b板時的速度大小v;
(2)若在M、N間只加上偏轉(zhuǎn)電壓U,粒子能從M、N間的區(qū)域從右側(cè)飛出。求粒子射出該區(qū)域時沿垂直于板面方向的側(cè)移量y;
(3)若在M、N間只加上垂直于紙面的勻強磁場,粒子恰好從N板的右側(cè)邊緣飛出,求磁感應強度B的大小和方向。
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【題目】如圖(a)所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方懸掛一相同的線圈Q,P和Q共軸,Q中通有變化的電流,電流變化的規(guī)律如圖(b)所示,則下列說法正確的是
A. t1、t5時刻P線圈對桌面的壓力小于P自身的重力
B. t3、t5時刻線圈P中產(chǎn)生的感應電流方向相同
C. t3時刻線圈P有擴張的趨勢
D. t4、t6時刻P線圈的發(fā)熱功率為0
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,一匝數(shù)N=10匝、總電阻R=2.5Ω、ad長L1=0.4m、ab寬L2=0.2m的勻質(zhì)矩形金屬線框靜止在粗糙水平面上,線框的bc邊正好過半徑r=0.1m的圓形磁場的直徑,線框的左半部分處于垂直線框平面向上的勻強磁場區(qū)域內(nèi),磁感應強度B0=1T,圓形磁場的磁感應強度為B,方向垂直線框平面向下,大小隨時間變化規(guī)律如圖乙所示,已知線框與水平面間的最大靜摩擦力f=3.0N,π≈3.求:
(1)t=0時刻穿過線框的磁通量大。
(2)線框何時開始滑動.
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【題目】如圖所示,在平原上空水平勻速飛行的轟炸機,每隔1s投放一顆炸彈,若不計空氣阻力,下列說法正確的是
A. 落地前炸彈排列在同一條拋物線 B. 炸彈落地時速度大小方向都相同
C. 相鄰炸彈落到水平面上時距離逐漸增大 D. 相鄰炸彈在空中的距離保持不變
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【題目】在研究金屬電阻阻值與溫度的關(guān)系時,為了能夠較準確地測出金屬電阻的阻值,設(shè)計了如圖甲所示的電路.除了金屬電阻Rx外,還提供的實驗器材有:
學生電源E,靈敏電流計G,滑動變阻器R、Rs,定值電阻R1、R2,電阻箱R0,開關(guān)S,控溫裝置,導線若干.
①按照電路圖連接好電路后,將R0調(diào)至適當數(shù)值,R的滑片調(diào)至最右端,Rs的滑片調(diào)至最下端,閉合開關(guān)S;
②把R的滑片調(diào)至適當位置,調(diào)節(jié)R0,并逐步減小Rs的阻值,直到Rs為零時,電流計G指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),記錄R0的阻值和Rx的溫度;
③多次改變溫度,重復實驗;
④實驗完畢,整理器材.
根據(jù)上述實驗回答以下問題:
(1)上述②中,電流計G指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)時,a點電勢________(選填“大于”“等于”或“小于”)b點電勢.
(2)某次測量時,R0的旋鈕如圖乙所示,則R0的讀數(shù)為________Ω.
(3)用R0、R1、R2表示Rx,Rx=________.
(4)求出的阻值Rx和對應溫度如下表所示:
溫度t/℃ | 35.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 55.0 |
阻值Rx/Ω | 58.3 | 59.4 | 60.6 | 61.7 | 62.8 |
請在圖丙所示的坐標紙上描繪出Rxt圖線_______________.
(5)本實驗中Rs的作用為________________________.
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【題目】在空軍演習中,某空降兵從懸停的飛機上跳下,經(jīng)10s打開降落傘,他從跳離飛機到落地的過程中,沿豎直方向運動的圖象如圖所示,下列說法正確的是
A. 內(nèi)空降兵處于超重狀態(tài)
B. 內(nèi)空降兵和傘整體所受空氣阻力越來越大
C. 空降兵和傘整體所受重力小于空氣阻力
D. 內(nèi)空降兵的平均速度等于
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【題目】某同學用如圖所示的實驗裝置探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系;
(1)下列說法正確的是______ (單選)
A.每次改變小車質(zhì)量時,應重新平衡摩擦力 B.實驗時應先釋放小車后接通電源
C.本實驗應用的實驗方法是控制變量法 D.只需要一條紙帶即可確定加速度與力的關(guān)系
(2)某學生在平衡摩擦力時,把長木板的一端墊得過高,使得傾角偏大,他所得到的a,F關(guān)系是下列的______圖.(圖中a是小車的加速度,F是細線作用于小車的拉力)
(3)消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后,可用盤和重物的重力代替小車所受的拉力,此時盤和重物的質(zhì)量m與小車總質(zhì)量M之間應滿足的關(guān)系為______
(4)某同學在實驗中使用打點計時器(頻率為50Hz)打出的一條紙帶如圖,他選擇了幾個計時點作為計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點沒有標出,其中s1=7.06cm、s2=7.68cm,s3=8.30cm、s4=8.92cm,那么打b點的瞬時速度大小是______m/s;紙帶加速度的大小是______m/s2(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
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【題目】雨打芭蕉是我國古代文學中重要的抒情意象。為估算雨天院中芭蕉葉面上單位面積所承受的力,小玲同學將一圓柱形水杯置于院中,測得10分鐘內(nèi)杯中雨水上升了15mm,查詢得知,當時雨滴落地速度約為10m/s,設(shè)雨滴撞擊芭蕉后無反彈,不計雨滴重力,雨水的密度為1×103kg/m3,據(jù)此估算芭蕉葉面單位面積上的平均受力約為
A. 0.25NB. 0.5NC. 1.5ND. 2.5N
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