【題目】頻閃照相是研究物理過程的重要手段,如圖所示是某同學研究一質(zhì)量為m=0.5kg的小滑塊從光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑動時的頻閃照片.已知斜面足夠長,傾角為α=37°,閃光頻率為10Hz.經(jīng)測量換算獲得實景數(shù)據(jù):sl=s2=40cm,s3=35cm,s4=25cm,s5=15cm.取g=l0m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8,設滑塊通過平面與斜面連接處時沒有能量損失.求:
(1)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ,并說明滑塊在斜面上運動到最高點后能否自行沿斜面下滑;
(2)滑塊在斜面上運動過程中克服摩擦力所做的功.
【答案】
(1)解:由題意可知,物塊在水平面上做勻速直線運動,且設速度為v0,則
在斜面上物塊做勻減速直線運動,設加速度為a,則
由公式有s4﹣s3=aT 2 解得a=﹣10m/s2
由牛頓第二定律有﹣mgsinα﹣μmgcosα=ma
聯(lián)立以上方程解得μ=0.5
因mgsinα>μmgcosα,所以滑塊在斜面上運動到最高點后能自行沿斜面下滑.
答:滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ為0.5,滑塊在斜面上運動到最高點后能自行沿斜面下滑.
(2)解:設滑塊在斜面上能上滑的最大距離為sm,則對滑塊在斜面上上滑過程應用動能定理有
解得Sm=0.8m
故滑塊在斜面上上滑和下滑運動的全過程克服摩擦力所做的功為
W克f=2(μmgcosα) Sm=3.2J
答:滑塊在斜面上運動過程中克服摩擦力所做的功為3.2J.
【解析】(1)對滑塊上滑階段運用勻變速直線運動的推論△x=aT2,求出勻變速直線運動的加速度,再根據(jù)牛頓第二定律求出摩擦力的大小,從而得出動摩擦因數(shù).根據(jù)重力的下滑分力與最大靜摩擦力的關(guān)系,判斷能否下滑.(2)滑塊在水平面上做勻速直線運動,勻速直線運動的速度等于上滑的初速度,根據(jù)上滑的初速度.對于上滑的過程,根據(jù)動能定理求得上滑的最大距離,即可根據(jù)功的公式求解克服摩擦力所做的功.
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【題目】如圖所示,兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m,金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=37°,在導軌所在平面內(nèi),分布著磁感應強度B=0.50T、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場.金屬導軌的一端接有電動勢E=3V、內(nèi)阻r=0.5Ω的直流電源.現(xiàn)把一個質(zhì)量m=0.04kg的導體棒ab放在金屬導軌上,導體棒恰好靜止.導體棒與金屬導軌垂直、且接觸良好,導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R=1Ω,金屬導軌電阻不計,g取10m/s2.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)導體棒受到的安培力大小;
(2)導體棒受到的摩擦力大。
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【題目】圖甲中的變壓器為理想變壓器,原線圈的匝數(shù)n1與副線圈的匝數(shù)n2之比為10:1.變壓器的原線圈接如圖乙所示的正弦式電流,兩個20Ω的定值電阻串聯(lián)接在副線圈兩端.電壓表V為理想電表.則( )
A.原線圈上電壓的有效值為100 V
B.原線圈上電壓的有效值約為70.7 V
C.電壓表V的讀數(shù)為5.0 V
D.電壓表V的讀數(shù)約為3.5 V
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【題目】某同學要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ.步驟如下:
(1)用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖甲,由圖可知其長度L=_____________mm;
(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示,由圖可知其直徑D=_____________mm;
(3)用多用電表的電阻“×10”擋,按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖,則該電阻的阻值約為_________ 。
(4)該同學想用伏安法更精確地測量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下:
待測圓柱體電阻R
直流電源E(電動勢4V,內(nèi)阻不計)
開關(guān)S 導線若干
電流表A1(量程0~4mA,內(nèi)阻約50Ω)
電流表A2(量程0~10mA,內(nèi)阻約30Ω)
電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約10kΩ)
電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約25kΩ)
滑動變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,允許通過的最大電流2.0A)
滑動變阻器R2(阻值范圍0~2kΩ,允許通過的最大電流0.5A)
電流表選擇_________,電壓表選擇_________,滑動變阻器選擇________。
為使實驗誤差較小,要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析,請在框中畫出測量的電路圖____________,并連接實物圖_____________。
(5)若該同學用伏安法跟用多用電表測量得到的R測量值幾乎相等,若已知伏安法測電阻電路中電壓表和電流表示數(shù)分別用U和I表示,則用此法測出該圓柱體材料的電阻率ρ=________.(不要求計算,用題中所給字母表示)
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【題目】將一個力F分解為兩個分力F1和F2,則下列說法中正確的是( )
A.F1和F2是物體實際受到的力
B.F1和F2兩個分力在效果上可以取代力F
C.物體受到F1,F2和F三個力的作用
D.F是F1和F2的合力
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【題目】2017年,中國航天最大的看點應屬嫦娥五號。根據(jù)計劃,我國將在今年11月底前后發(fā)射嫦娥五號探測器,實現(xiàn)月球軟著陸及采樣返回。這意味著我國探月工程“繞、落、回”三步走的最后一步即將完成。為了解相關(guān)信息,小明同學通過網(wǎng)絡搜索獲取了地月系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)資料如下表:
地球半徑 | R=6400km | 月球繞地球轉(zhuǎn)動的線速度 | v=1km/s |
地球表面重力加速度 | g0=9.80m/s2 | 月球繞地球轉(zhuǎn)動周期 | T=27.3d |
月球表面重力加速度 | g/=1.56m/s2 | 引力常量 |
根據(jù)這些數(shù)據(jù)可以估算出的物理量是
A. 月球半徑 B. 月球質(zhì)量
C. 地-月之間的距離 D. 月球的第一宇宙速度
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【題目】質(zhì)量分別為m1=1 kg,m2=3 kg的小車A和B靜止在水平面上,小車A的右端水平連接一根輕彈簧,小車B以水平向左的初速度v0向A駛,與輕彈簧相碰之后,小車A獲得的最大速度為v=6 m/s,如果不計摩擦,也不計相互作用過程中機械能的損失,求:
(1)小車B的初速度v0;
(2)A和B相互作用過程中,彈簧獲得的最大彈性勢能。
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【題目】同學們在實驗室發(fā)現(xiàn)如圖1所示的實驗裝置,進行了以下探索實驗。
(1)同學甲用該裝置探究加速度與質(zhì)量、力的關(guān)系, 同學乙用該裝置探究動能變化與合外力做功的關(guān)系,他們在實驗前都需要調(diào)整長木板,使其不帶滑輪的一端墊高,目的是_________________。
(2)甲、乙兩同學的實驗中________(填“需要”或“不需要”)滿足重物P的質(zhì)量遠小于小車A的質(zhì)量。
(3)某同學在一條比較理想的紙帶上,從點跡清楚的某點開始記為零點,順次選取一系列點,分別測量這些點到零點之間的距離x,計算出它們與零點間的速度平方差 ,彈簧測力計C的讀數(shù)為F,小車的質(zhì)量為m,建立Δv2–x坐標系,通過描點法得到的圖象是一條過原點的直線,如圖2所示,則這條直線的斜率的意義為___________。(填寫表達式)
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【題目】為了提高運動員奔跑時下肢向后的蹬踏力量,在訓練中,讓運動員腰部系繩拖著汽車的輪胎奔跑,已知運動員在奔跑中拖繩上端到地面的高度為1.2 m,且恒定。輕質(zhì)無彈性的拖繩長2.4 m,運動員質(zhì)量為60 kg,車胎質(zhì)量為10 kg,車胎與跑道間的動摩擦因數(shù)為μ=0.7,如圖甲所示,將運動員某次拖著汽車的輪胎奔跑100 m當做連續(xù)的過程,簡化處理后的v t圖像如圖乙所示,g取10 m/s2, =1.73,不計空氣阻力影響,求:
(1)運動員加速過程中的加速度大小及跑完100 m所用時間;
(2)在加速階段,拖繩的張力大小及運動員受到地面的摩擦力的大小。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
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