【題目】如圖所示,一輕彈簧一端固定在豎直放置光滑大圓環(huán)最高點,大圓環(huán)半徑為R,另一端栓接一輕質(zhì)小圓環(huán),小圓環(huán)套在大圓環(huán)上,開始時彈簧與豎直方向成60°,當(dāng)在小圓環(huán)上掛一質(zhì)量為m的物體后使之緩慢下降,靜止時彈簧與豎直方向成45°。求:
(1)彈簧的勁度系數(shù);
(2)當(dāng)在小圓環(huán)上掛多大質(zhì)量的物體,靜止時彈簧與豎直方向成37°;
(3)當(dāng)在小圓環(huán)上掛的質(zhì)量滿足什么條件時,穩(wěn)定后,小圓環(huán)處于最低位置。(彈簧始終在彈性限度內(nèi),sin37°=0.6,cos37°=0.8)
【答案】(1); (2); (3)
【解析】
(1)靜止時彈簧與豎直方向成45°,對圓環(huán)進行受力分析,如圖所示:
根據(jù)平衡條件,彈簧的彈力
根據(jù)幾何關(guān)系,彈簧的伸長量
△x=(-1)R
根據(jù)胡克定律
F=k△x
聯(lián)合上面各式解得
(2)設(shè)靜止時彈簧與豎直方向成θ,小環(huán)上掛的物體的質(zhì)量為m1,對圓環(huán)進行受力分析,受到重力m1g、彈簧的拉力F、大圓環(huán)的支持力N,根據(jù)平衡條件,作出三個力的矢量三角形,如圖所示:
根據(jù)幾何知識,力的矢量三角形和實物三角形AOB相似,而OA和OB都等于R,所以m1g和N始終相等
AB=2Rcosθ
F=2m1gcosθ
彈簧的伸長量
△x=2Rcosθ-R=(2cosθ-1)R
根據(jù)胡克定律
F=k△x
即
①
當(dāng)θ=37°時,代入①式解得
(3)小圓環(huán)恰好處于最低位置,此時θ=0,代入①式解得
所以小圓環(huán)所掛物體質(zhì)量時,小圓環(huán)可以處于最低點。
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【題目】用中子轟擊原子核產(chǎn)生裂變反應(yīng),可能的裂變方程為+→Y++3,方程中的單個原子核、Y、及單個中子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4,的半衰期為T,核的比結(jié)合能比Y核的小,光在真空中的傳播速度為c。下列說法正確的是
A. Y原子核中含有56個中子
B. 若提高的溫度,的半衰期將會小于T
C. 方程中的核反應(yīng)釋放的能量為(m1-m2-m3-2m4)c2
D. 原子核比Y原子核更穩(wěn)定
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【題目】近幾年,國家取消了7座及以下小車在法定長假期間的高速公路收費,給自駕出行帶來了很大的實惠,但車輛的增多也給道路的暢通增加了壓力,因此交管部門規(guī)定,上述車輛通過收費站口時,在專用車道上可以不停車拿(交)卡而直接減速通過.若某車減速前的速度為v0=20m/s,靠近站口時以大小為a1=5 m/s2的加速度勻減速,通過收費站口時的速度為vt=8 m/s,然后立即以a2=4 m/s2的勻加速至原來的速度(假設(shè)收費站的前、后都是平直大道).試問:
(1)該車駕駛員應(yīng)在距收費站口多遠處開始減速?
(2)該車從減速開始到最終恢復(fù)到原來速度的過程中,運動的時間是多少?
(3)在(1)(2)問題中,該車因減速和加速過站而耽誤的時間為多少?
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【題目】港珠澳大橋是目前世界上最長的跨海大橋,為香港、澳門珠海三地提供了一條快捷通道。圖甲是港珠澳大橋中的一段,一輛小汽車在長度為L=28m的平直橋面上提速,圖乙是該車在該段的車速的平方()與位移(x)的關(guān)系。則關(guān)于小汽車通過該段平直橋面的加速度和時間分別為
A. 1.5m/s2 3s
B. 1.5m/s2 4s
C. 2m/s2 3s
D. 2m/s2 2s
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【題目】關(guān)于分子間距與分子力的下列說法中,正確的是( 。
A. 懸浮顆粒越大,在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)就越多,布朗運動就越明顯
B. 溫度升高,布朗運動顯著,說明懸浮顆粒的分子運動劇烈
C. 一般情況下,當(dāng)分子間距平衡距離時,分子力表現(xiàn)為斥力;當(dāng)時,分子力為零;當(dāng)時分子力表現(xiàn)為引力
D. 用氣筒打氣需外力做功,是因為分子間的斥力作用
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【題目】著名物理學(xué)家弗曼曾設(shè)計過一個實驗,如圖所示.在一塊絕緣板上中部安一個線圈,并接有電源,板的四周有許多帶負電的小球,整個裝置支撐起來. 忽略各處的摩擦,當(dāng)電源接通的瞬間,下列關(guān)于圓盤的說法中正確的是
A. 圓盤將逆時針轉(zhuǎn)動(俯視)
B. 圓盤將順時針轉(zhuǎn)動(俯視)
C. 圓盤不會轉(zhuǎn)動
D. 圓盤先逆時針轉(zhuǎn)再順時針轉(zhuǎn)(俯視)
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【題目】2019年1月4日上午10時許,科技人員在北京航天飛行控制中心發(fā)出指令,嫦娥四號探測器在月面上空開啟發(fā)動機,實施降落任務(wù)。在距月面高為H=102m處開始懸停,識別障礙物和坡度,選定相對平坦的區(qū)域后,先以a1勻加速下降,加速至時,立即改變推出力,以a2=2m/s2勻減速下降,至月表高度30m處速度減為零,立即開啟自主避障程序,緩慢下降。:最后距離月面3m時關(guān)閉發(fā)動機,探測器以自由落體的方式降落,自主著陸在月球背面南極艾特肯盆地內(nèi)的馮●卡門撞擊坑中,整個過程始終垂直月球表面作直線運動,取豎直向下為正方向。已知嫦娥四號探測器的質(zhì)量m=40kg,月球表面重力加速度取1.5m/s2。求:
(1)嫦娥四號探測器自主著陸月面時的瞬時速度大小;
(2)勻加速直線下降過程的加速度大小a1;
(3)勻加速直線下降過程推力F的大小和方向。
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【題目】關(guān)于打點計時器的原理和使用方法,下列說法正確的是( 。
A.打點計時器應(yīng)接交流電源,電源頻率通常為
B.如果紙帶上相鄰兩個計數(shù)點之間有四個點,電源頻率為,則相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔是
C.如果打點計時器在紙帶上打下的點先密集后稀疏則說明紙帶的速度由小變大
D.電磁打點計時器接在電源上,電火花打點計時器接在電源上
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【題目】2019年7月26日,隨著長征二號丙運載火箭在西昌發(fā)射中心順利升空,中國也首次成功驗證了火箭第一級落點的精確控制技術(shù),成為全球繼美國之后,第二個掌握該技術(shù)的國家,長征二號丙火箭第一級殘骸在貴州黔南布依族苗族自治州被順利找到,落點在設(shè)定的落區(qū)范圍內(nèi),這是中國航天在落點可控、精準(zhǔn)回收領(lǐng)域取得的重大突破。其一級火箭的回收過程可以簡化為:一級火箭關(guān)閉推進器,脫離主體后繼續(xù)上升至離地面3225m的高空,然后開始無初速下落,下落至離地面3100m的高度處,此時一級火箭立即打開助推器開始勻速下降,持續(xù)50s后增大助推器的推力進而勻減速下降,成功落地時速度大小為2m/s,g=10m/s2,(忽略高度對重力加速度的影響,不計空氣阻力)求:
(1)一級火箭從無初速開始下落至3100m高度處所需要的時間;
(2)一級火箭勻速下落的高度是多少?
(3)一級火箭最后勻減速下落的時間是多少?(計算結(jié)果保留一位小數(shù))
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