【題目】如圖所示,一足夠長的透氣圓筒豎直固定在地面上,筒中有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧,其下端固定,上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊,圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料——ER流體,它對(duì)薄滑塊的阻力可調(diào)節(jié)。開始薄滑塊靜止,ER流體對(duì)其限力為0,彈簧的長度為L,現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的物體從距地面2L處自由落下,與溥滑塊碰撞后粘在一起向下運(yùn)動(dòng)為使薄滑塊恰好做勻減速運(yùn)動(dòng)且下移距離為時(shí)其速度減為0,ER流體對(duì)薄滑塊的阻力必須隨薄滑塊下移而適當(dāng)變化,以薄滑塊初始位置處為原點(diǎn),向下為正方向建立Ox軸,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。
(1)求ER流體對(duì)薄滑塊的阻力Ff隨位置坐標(biāo)x變化的函數(shù)關(guān)系式
(2)在薄滑塊速度第一次減為0的瞬間,通過調(diào)節(jié)使之后ER流體對(duì)運(yùn)動(dòng)的薄滑塊阻力大小恒為λmg,若此后薄滑塊仍能向上運(yùn)動(dòng),求λ的取值范圍。
(3)在薄滑塊速度第一次減為0的瞬間,通過調(diào)節(jié)使之后ER流體對(duì)運(yùn)動(dòng)的薄滑塊阻力大小恒為λmg,若此后薄滑塊向上運(yùn)動(dòng)一段距離后停止運(yùn)動(dòng)不再下降,求A的最小值。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
(1)設(shè)滑塊靜止時(shí)彈簧壓縮量為,則有:
設(shè)物體下落與滑塊相碰前的速度大小為,由動(dòng)能定理得:
設(shè)碰后二者粘在一起的共同速度為,由動(dòng)量守恒定律得:
滑塊下移的距離為時(shí),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:
由牛頓第二定律得:
解得 ;
(2)滑塊能向上運(yùn)動(dòng),則有
解得:;
(3)當(dāng)滑塊向上運(yùn)動(dòng)時(shí),若規(guī)定向上為滑塊和物體所受合力的正方向,則合力:
作出F-x圖象如圖所示:
由數(shù)學(xué)知識(shí)可得滑塊停止運(yùn)動(dòng)的位置坐標(biāo)
滑塊停止運(yùn)動(dòng)不再下降的條件是:
解得:。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩個(gè)寬度均為L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于光滑水平桌面,方向相反,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.高為L上底和下底長度分別為L和2L的等腰梯形金屬框水平放置,現(xiàn)使其勻速向右穿過磁場(chǎng)區(qū)域,速度垂直梯形底邊,從圖示位置開始x=0,以逆時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较,下列四幅圖中能夠反映線框中電流Ⅰ隨金屬框向右移動(dòng)距離x關(guān)系的是( )
A. B.
C. D.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4:1,R1為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻,R1為定值電阻,電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電壓u隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化,如圖乙所示。下列說法正確的是
A. 變壓器的輸入功率與輸出功率之比為4:1
B. 變壓器原、副線圈中的電流之比為4:1
C. u隨t變化的規(guī)律為u=51im50πtV(式中各物理量均為國際單位制)
D. 若熱敏電阻Rt的溫度升高,則電壓表的示數(shù)不變,電流表的示數(shù)變大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中,
(1)為了能明顯地觀察到感應(yīng)電流,請(qǐng)?jiān)谟覉D中用實(shí)線代替導(dǎo)線,補(bǔ)充完成實(shí)驗(yàn)電路。
(2)電路正確連接,閉合開關(guān)后,能產(chǎn)生感應(yīng)電流的做法有:
方法一:_______________
方法二:________________。
這些做法都能產(chǎn)生感應(yīng)電流,其本質(zhì)原因是:________________。
(3)將原線圈插在副線圈中,閉合開關(guān)的瞬間,副線圈中感應(yīng)電流與原線圈中電流的繞行方向_______(填“相同”或“相反”),若此瞬間檢流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn),則可使檢流計(jì)指針向右偏轉(zhuǎn)的其他做法有____________。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置,電阻不計(jì),導(dǎo)軌間距為L,電阻R1、R2并聯(lián)后接在導(dǎo)軌左端。整個(gè)區(qū)域內(nèi)存在垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m,電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。自t=0時(shí)刻起,在一水平向右的外力F作用下金屬棒由靜止開始做加速度a=0.4m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)。(已知L=1m,m=1kg,R1=0.3,R2=0.6,r=0.3,B=0.5T)。求:
(1)t=0.5s時(shí),通過金屬棒MN的電流I r和金屬棒的熱功率Pr;
(2)0~0.5s內(nèi),通過電阻R1的電量q;
(3)通過分析、計(jì)算,在圖B.中畫出0~1s內(nèi)F隨時(shí)間t變化的圖像。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直。在電磁場(chǎng)區(qū)域中,有一個(gè)豎直放置的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心,a、b、c為圓環(huán)上的三個(gè)點(diǎn),a點(diǎn)為最高點(diǎn),c點(diǎn)為最低點(diǎn),Ob沿水平方向。已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等,F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放。下列判斷正確的是( )
A.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到bc中點(diǎn)時(shí),洛侖茲力最大
B.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí),洛侖茲力最大
C.小球從a點(diǎn)到b點(diǎn),重力勢(shì)能減小,電勢(shì)能增大
D.小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電勢(shì)能增大,動(dòng)能先增大后減小
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【題目】如圖所示,光滑的水平桌面上放置一質(zhì)量M=4 kg、長L=0.6m的長木板B,質(zhì)量m=1kg的小木塊A(可看成質(zhì)點(diǎn))放在長木板的左端,開始A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)有一個(gè)與A完全相同的小木塊C從長木板右側(cè)以v0=6m/s的初速度沖向長木板,碰后以v1=2m/s的速度被反向彈回(碰撞時(shí)間極短),最終小木塊A恰好不滑落長木板。重力加速度g=10rn/s2。求:
(1)碰后瞬間長木板B的速度;
(2)小木塊A與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中,x軸上的N點(diǎn)到O點(diǎn)的距離是12cm,虛線NP與x軸負(fù)向的夾角是30°.第Ⅰ象限內(nèi)NP的上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T,第Ⅳ象限內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng),方向沿y軸正向.將一質(zhì)量m=8×10﹣10 kg、電荷量q=1×10﹣4 C帶正電粒子,從電場(chǎng)中M(12,﹣8)點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)電場(chǎng)加速后從N點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),又從y軸上P點(diǎn)穿出磁場(chǎng).不計(jì)粒子重力,取π=3,求:
(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度v;
(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E;
(3)粒子從M點(diǎn)到P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一平行板電容器的A、B兩極板與一電壓恒定的電源相連,極板水平放置,極板間距為d,兩極板間有一個(gè)質(zhì)量為m的帶電粒子靜止于P點(diǎn)。下列說法正確的是
A. 帶電粒子帶負(fù)電
B. 若僅將A板稍微向上移動(dòng)一定距離,則帶電粒子仍將保持靜止
C. 若僅將兩極板各繞其中點(diǎn)快速順時(shí)針轉(zhuǎn)過一定小角度后,則粒子將向左做直線運(yùn)動(dòng)
D. 若斷開電源并將B板稍向右移動(dòng)一定距離,則帶電粒子將向上做直線運(yùn)動(dòng)
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