【題目】如圖所示,在豎直方向上A、B兩物體通過勁度系數(shù)為k的輕質彈簧相連,A放在水平地面上;B、C兩物體通過細繩繞過輕質定滑輪相連,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使細線剛剛拉直但無拉力作用,并保證ab段的細線豎直、cd段的細線與斜面平行.已知A、B的質量均為m,C的質量為4m,重力加速度為g,細線與滑輪之間的摩擦不計,開始時整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).釋放C后它沿斜面下滑,A剛離開地面時,B獲得最大速度,求:
(1)從釋放C到物體A剛離開地面時,物體C沿斜面下滑的距離.
(2)斜面傾角α.
(3)B的最大速度vBm .
【答案】
(1)解:設開始時彈簧的壓縮量xB,則
kxB=mg ①
設當物體A剛剛離開地面時,彈簧的伸長量為xA,則
kxA=mg ②
當物體A剛離開地面時,物體B上升的距離以及物體C沿斜面下滑的距離均為
h=xA+xB③
由①②③式解得
h= ④
答:從釋放C到物體A剛離開地面時,物體C沿斜面下滑的距離是
(2)解:物體A剛剛離開地面時,以B為研究對象,物體B受到重力mg、彈簧的彈力kxA、細線的拉力T三個力的作用,
設物體B的加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律,
對B有
T﹣mg﹣kxA=ma ⑤
對C有
4mgsinα﹣T=4ma ⑥
由⑤、⑥兩式得
4mgsinα﹣mg﹣kxA=5ma ⑦
當B獲得最大速度時,有 a=0 ⑧
由②⑦⑧式聯(lián)立,解得 sinα= ⑨
所以:α=30°
答:斜面傾角α是30°
(3)解:由于xA=xB,彈簧處于壓縮狀態(tài)和伸長狀態(tài)時的彈性勢能相等,且物體A剛剛離開地面時,B、C兩物體的速度相等,
設為vBm,以B、C及彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象,
由機械能守恒定律得:4mghsinα﹣mgh= (4m+m) VBm2 ⑩
由④、⑨、⑩式,解得:VBm= =2g
答:B的最大速度vBm是=2g
【解析】(1)A剛離開地面時,物體C沿斜面下滑的距離應該等于彈簧原來被壓縮的長度再加上后來彈簧被拉長的長度,被壓縮和被拉長的長度可以根據(jù)胡克定律求得;(2)B獲得最大速度時,B應該處于受力平衡狀態(tài),對B受力分析,可以求得斜面的傾角α;(3)對于整個系統(tǒng)機械能守恒,根據(jù)機械能守恒列出方程就可以求得B的最大速度.
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解功能關系的相關知識,掌握當只有重力(或彈簧彈力)做功時,物體的機械能守恒;重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機械能的變化:W F =E 2 -E 1,以及對能量守恒定律的理解,了解能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,而在轉化和轉移過程中,能量的總量保持不變.
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某學生實驗小組利用如圖所示電路進行實驗,使用的器材有:
多用電表、電壓表(量程5 V,內阻十幾kΩ)、滑動變阻器(最大阻值5kΩ)、導線若干
(1)將多用電表檔位調到電阻“×100Ω”擋,再將紅表筆和黑表筆短接,____________;
(2)將圖中多用電表的紅表筆和_______(填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端;
(3)若多用電表檔位調到電阻“×100Ω”檔測量,指針偏轉角度過小,應換_________檔(填“×10Ω”或“×1K”)
(4)換檔后重新進行(1)的步驟后,將滑動變阻器的滑片調到適當位置,使多用電表的示數(shù)如圖甲所示,這時電壓表的示數(shù)如圖乙所示.多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為_______和________.
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【題目】某同學用如圖所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律.實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡.重復上述操作10次,得到10個落點痕跡.再把B球放在水平槽的末端,讓A球仍從位置G由靜止開始滾下,和B球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡.重復這種操作10次,得到了如圖所示的三個落地處.
(1)應該用什么方法找出落地點的平均位置
A.記下每次落點到O的距離,然后取平均值;
B.選擇其中一次認為比較準確的落點,量出該點到O的距離;
C.多做幾次實驗,用盡可能小的圓把所有的落點都圈在里面,其圓心就是小球落點的平均位置
D.為了避免誤差過大,只需做一次碰撞,找到其落點位置,就可以了.
(2)已知mA:mB=2:1,碰撞過程中動量守恒,則由圖可以判斷出Q是碰后球的落地點,P'是碰后球的落地點.(填“A”或“B”)
(3)用題中字母寫出動量守恒定律的表達式:
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【題目】如圖,在磁感應強度大小為B0的勻強磁場中,兩長直導線P和Q垂直于紙面固定放置,兩者之間的距離為l。在兩導線中均通有方向垂直于紙面向里的電流I時,紙面內與兩導線距離均為l的a點處的磁感應強度為零。如果讓P中的電流反向、其他條件不變,則a點處磁感應強度的大小為( 。
A. 0 B. C. D. 2B0
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【題目】如圖所示,一束質量、速度和電量不同的正離子垂直射入勻強磁場和勻強電場正交的區(qū)域里,結果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的運動方向,未發(fā)生任何偏轉. 如果讓這些不發(fā)生偏轉的離子進入另一勻強磁場中,發(fā)現(xiàn)這些離子又分裂成幾束,對這些進入后一磁場的離子,可得出結論( )
A. 它們的動能一定各不相同
B. 它們的電量一定各不相同
C. 它們的質量一定各不相同
D. 它們的電量與質量之比一定各不相同
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【題目】如圖所示,一根橡皮筋上端固定在O點,下端栓一個物塊,開始時,物塊處于靜止且橡皮筋處于伸長狀態(tài),現(xiàn)對小球施加一個水平向右的外力F,使物塊向右緩慢偏移,依次經(jīng)過A點和B點,圖中未標出具體位置,橡皮筋的伸長量始終處于彈性極限內,下列說法正確的是( )
A.B點支持力比A點支持力大
B.物塊受到的摩擦力大小不變
C.物塊受到的摩擦力不斷減小
D.水平外力F不斷增大
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【題目】如圖所示,圓心為O、半徑為r=0.1m的圓形區(qū)域中有一個磁感強度為B=1T、方向為垂直于紙面向里的勻強磁場,與區(qū)域邊緣的最短距離為L=0.1m的O'處有一豎直放置的熒屏MN,今有一質量為、電荷量為的帶電粒子以速率從左側A點沿OO'方向垂直射入磁場,飛出磁場后打在熒光屏上之P點,求
(1)O'P的長度
(2)帶電粒子由A到P飛行的時間.
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【題目】為了體現(xiàn)人文關懷,保障市民出行安全和嚴格執(zhí)法,各大都市市交管部門強行推出了“電子眼”,據(jù)了解,在城區(qū)內全方位裝上“電子眼”后立馬見效,機動車擅自闖紅燈的大幅度減少,因闖紅燈引發(fā)的交通事故也從過去的5%下降到1%.現(xiàn)有甲、乙兩汽車正沿同一平直馬路同向勻速行駛,甲車在前,乙車在后,它們行駛的速度均為10m/s.當兩車快要到一十字路口時,甲車司機看到綠燈已轉換成了黃燈,于是緊急剎車(反應時間忽略不計),乙車司機為了避免與甲車相撞也緊急剎車,但乙車司機反應較慢(反應時間為0.5s).已知甲車緊急剎車時制動力為車重的 0.4倍,乙車緊急剎車制動力為車重的0.5倍,求:
(1)若甲司機看到黃燈時車頭距警戒線15m,他采取上述措施能否避免闖紅燈?
(2)為保證兩車在緊急剎車過程中不相撞,甲、乙兩車行駛過程中應保持多大距離?
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【題目】地球繞太陽運行到圖中A、B、C、D四個位置時,分別為春分、夏至、秋分和冬至,以下說法錯誤的是( )
A.地球由夏至運行到秋分的過程中速率逐漸增大
B.地球由春分運行到夏至的過程中加速度逐漸減小
C.地球由春分運行到秋分的時間比由秋分運行到春分的時間長
D.地球由春分運行到秋分的時間比由秋分運行到春分的時間短
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