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【題目】一轉動裝置如圖所示,兩根輕桿OAAB與一小球以及一小環(huán)通過鉸鏈連接,兩輕桿長度相同,球和環(huán)的質量均為mO端通過鉸鏈固定在豎直的輕質轉軸上,套在轉軸上的輕質彈簧連接在O與小環(huán)之間,原長為L,裝置靜止時,彈簧長為L,轉動該裝置并緩慢增大轉速,小環(huán)緩慢上升。彈簧始終在彈性限度內,忽略一切摩擦和空氣阻力,重力加速度為g,求:

1)彈簧的勁度系數k;

2AB桿中彈力為零時,裝置轉動的角速度0

【答案】1;(2

【解析】

1)裝置靜止時,設OAOB桿中的彈力分別為F1、T1,OA桿與轉軸的夾角為1,小環(huán)受到的彈力

F1=k

小環(huán)受力平衡有

F1=mg+T1

小球受力平衡有

F1+ T1=mg

F1= T1

解得彈簧的勁度系數

k=

2)設OA桿中的彈力為F2,OA桿與轉軸的夾角為2,彈簧長度為x,輕桿長度為l,小環(huán)受到彈簧的彈力

F2=k(x-L)

小環(huán)受力平衡

F2=mg

解得AB桿中彈力為零時,彈簧的長度

x=L

=,對小球豎直方向有

F2=mg

對小球,根據牛頓第二定律

F2=m20l

解得AB桿中彈力為零時,裝置轉動的角速度

0=

即彈簧的勁度系數k=;AB桿中彈力為零時,裝置轉動的角速度0=。

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,繞在鐵芯上的線圈、電源、滑動變阻器和電鍵組成閉合回路.在鐵芯的右端套有一個表面絕緣的銅環(huán)A,下列各種情況中銅環(huán)A中沒有感應電流的是(  )

A. 線圈中通以恒定的電流B. 通電時,使變阻器的滑片P作勻速滑動

C. 通電時,使變阻器的滑片P作加速滑動D. 將電鍵突然斷開的瞬間

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【題目】如圖所示,粗細均勻的正方形單匝閉合線框abcd靜止在光滑水平面上。t0時刻,線框在水平外力的作用下,從靜止開始向右一直保持做勻加速直線運動,bc邊進入磁場的時刻為t1,ad邊進入磁場的時刻為t2,設線框中感應電流大小為i,ad邊兩端電壓為U,水平外力大小為F,線框中的電功率為P,則i、UF、P隨運動時間t變化關系圖象正確的是

A. B.

C. D.

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【題目】三個完全相同的燈泡L1、L2L3連接在如圖所示的電路中,圖中變壓器為理想變壓器,電壓表為理想電壓表。當在ab端接上適當電壓的正弦交流電時,三個燈泡均正常發(fā)光,則變壓器原、副線圈匝數n1n2之比及電壓表V1、V2的示數U1、U2之比分別為

A. n1n2=21

B. U1U2=32

C. n1n2=12

D. U1U2 =31

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【題目】如圖所示,質量為m的物塊A和質量為M的重物B由跨過定滑輪O的輕繩連接,A可在豎直桿上自由滑動。當A從與定滑輪O等高的位置無初速釋放,下落至最低點時,輕繩與桿夾角為,已知,不計一切摩擦,輕繩足夠長,重力加速度為g,下列說法正確的是( 。

A.物塊A下落過程中,輕繩與桿夾角為時,B速率是A速率的兩倍

B.A下落過程中,A重力勢能的減小量等于B動能的增加量

C.M=2m

D.A下落至最低點時,輕繩上的拉力大小等于Mg

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【題目】某同學用如圖甲所示裝置驗證動量守恒定律。主要實驗步驟如下:

(ⅰ)將斜槽固定在水平桌面上,調整末端切線水平;

(ⅱ)將白紙固定在水平地面上,白紙上面放上復寫紙;

(ⅲ)用重錘線確定斜槽末端在水平地面上的投影點O;

(ⅳ)讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放,記錄小球的落地點,重復多次,確定落點的中心位置Q;

(ⅴ)將小球B放在斜槽末端,讓小球A緊貼定位卡由靜止釋放,記錄兩小球的落地點,重復多次,確定A、B兩小球落點的中心位置P、R

(ⅵ)用刻度尺測量P、Q、RO點的距離x1x2、x3;

(ⅶ)用天平測量小球A、B質量m1、m2;

(ⅷ)分析數據,驗證等式m1x2=m1x1+m2x3是否成立,從而驗證動量守恒定律。

請回答下列問題

(1) 步驟(ⅴ)與步驟(ⅳ)中定位卡的位置應_____________

(2)步驟(ⅶ)用天平測得A的質量為17.0 g。測量小球B的質量時將小球B放在天平的__盤,__盤放上一個5 g砝碼,游碼如圖乙位置時天平平衡;

(3)如圖丙是步驟(ⅵ)的示意圖。該同學為完成步驟(ⅷ)設計了下列表格,并進行了部分填寫,請將其補充完整①___________________________。

物理量

碰前

碰后

m/g

m117.0

m117.0  m2、佟

x/cm

x250.35

x1 ②   x374.75

mx/g·cm

m1x2855.95

m1x1+m2x3=、邸

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【題目】某質點的振動圖像如圖所示,下列判斷正確的是

A. t = 0.5s時質點的速度方向沿x軸負方向

B. t = 1.5s時質點的加速度方向沿x軸正方向

C. t = 2st = 3s時間內質點的速度與加速度方向相反

D. t = 3st = 4s時間內質點的速度增大,加速度減小

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【題目】如圖所示,在光滑水平面上放置一個質量為M的滑塊,滑塊的一側是一個1/4弧形凹槽OAB,凹槽半徑為R,A點切線水平.另有一個質量為m的小球以速度v0A點沖上凹槽,重力加速度大小為g,不計摩擦.下列說法中正確的是(  )

A. 時,小球能到達B

B. 如果小球的速度足夠大,球將從滑塊的左側離開滑塊后落到水平面上

C. 時,小球在弧形凹槽上運動的過程中,滑塊的動能一直增大

D. 如果滑塊固定,小球返回A點時對滑塊的壓力為

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【題目】如圖(a),某同學設計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數的實驗。所用器材有:鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50Hz的交流電源,紙帶等;卮鹣铝袉栴}:

1)鐵塊與木板間動摩擦因數μ=______(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)

2)某次實驗時,調整木板與水平面的夾角θ=30°。接通電源。開啟打點計時器,釋放鐵塊,鐵塊從靜止開始沿木板滑下。多次重復后選擇點跡清晰的一條紙帶,如圖(b)所示。圖中的點為計數點(每兩個相鄰的計數點間還有4個點未畫出)。重力加速度為9.8 m/s2?梢杂嬎愠鲨F塊與木板間的動摩擦因數為_____________(結果保留2位小數)。

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