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(18分)如图1所示,质量M=1 kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间...

(18分)如图1所示,质量M=1 kg的木板静止在粗糙的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,在木板的左端放置一个质量m=1 kg、大小可以忽略的铁块,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.4,取g=10 m/s2

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试求:(1)若木板长L=1 m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8 N,经过多长时间铁块运动到木板的右端?

(2)若在铁块上施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F,通过分析和计算后,请在图2中画出铁块受到木板的摩擦力f2随拉力F大小变化的图像(设木板足够长)

 

(1)若木板长L=1 m,在铁块上加一个水平向右的恒力F=8 N,经过1 s时间铁块运动到木板的右端;(2)铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图像如图所示。 【解析】 试题分析:(1)根据牛顿第二定律得 研究铁块m:F﹣μ2mg=ma1 研究木板M:μ2mg﹣μ1(mg+Mg)=Ma2 又s铁=a1t2,s木=a2t2 L=s铁﹣s木 联立解得:t=1 s (2)铁块与木板之间的最大静摩擦力:fm2=μ2mg=0.4×1×10 N=4 N 木板与地面之间的最大静摩擦力:fm1=μ1(mg+Mg)=0.1×(1×10+1×10)=2 N 当F≤fm1=2 N时,木板与铁块都保持静止,f=F。 当M、m都运动,而且两者刚要相对滑动时,设此时的拉力大小为F1,根据牛顿第二定律得: 对m:F1﹣μ2mg=ma 对整体:F1﹣μ1(mg+Mg)=(m+M)a 联立解得,F1=10 N,所以当2 N<F≤10 N时,M、m相对静止 对整体:F﹣μ1(mg+Mg)=(m+M)a 对铁块:f=ma 即:f=+1(N),当10 N<F时,m相对M滑动,此时摩擦力f=μ2mg=4 N,画出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图像如图。 考点:匀变速直线运动的位移与时间的关系、牛顿第二定律
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(10分)小明设计了如图甲所示的电路,同时测电阻R0的阻值、电源的电动势E及内阻r。

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(1)用笔画线代替导线按图甲电路图将图乙实验连接图补充完整;

(2)闭合电键S,移动滑动触头P,用V1、V2和A测得并记录多组数据。根据数据描出如图丙所示的M、N两条U-I直线,则直线N是根据电压表_____________(填“V1或“V2)和电流表A的数据画得的;

(3)根据图像可以求得电阻R0的测量阻值为___________满分5 manfen5.com,电源电动势E的测量值为 _____V,内电阻满分5 manfen5.com的测量值为______________满分5 manfen5.com

(4)要使实验中测量定值电阻R0的误差尽可能小,对电流表A的内阻大小的要求是_________________(选填字母代号)。

A.尽可能选大一点    B.尽可能选小一点    C.无要求

 

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(8分)某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律,实验的简易示意图如下,当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。所用的XDS-007光电门传感器可测的最短时间为0.01 ms。将挡光效果好、宽度为d=3.8×10-3 m的黑色磁带贴在透明直尺上,从一定高度由静止释放,并使其竖直通过光电门。某同学测得各段黑色磁带通过光电门的时间Δti与图中所示的高度差Δhi,并将部分数据进行了处理,结果如下表所示。(取g9.8 m/s2,注:表格中M为直尺质量

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满分5 manfen5.comi10-3 s)

vi满分5 manfen5.com

(m·s-1

ΔE ki=满分5 manfen5.com

Δhi

(m)

MgΔhi

1

1.21

3.13

 

 

 

2

1.15

3.31

0.58M 

0.06

0.58M 

3

1.00

3.80

2.24M 

0.23

2.25M 

4

0.95

4.00

3.10M 

0.32

3.14M 

5

0.90

 

 

0.41

 

(1)从表格中数据可知,直尺上磁带通过光电门的瞬时速度是利用满分5 manfen5.com求出的,请你简要分析该同学这样做的理由是:                            

(2)请将表格中数据填写完整。v5      ,ΔE k5 =           ,MgΔh5=       

(3)通过实验得出的结论是:                                

(4)根据该实验请你判断下列ΔEk-Δh图像中正确的是(     )

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如图,有一矩形区域满分5 manfen5.com,水平边满分5 manfen5.com长为s=满分5 manfen5.com m,竖直边满分5 manfen5.com长为满分5 manfen5.com=1 m 质量均为满分5 manfen5.com、带电量分别为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com的两粒子, 满分5 manfen5.com=0.10 C/kg当矩形区域只存在场强大小为E=10 N/C、方向竖直向下的匀强电场时,满分5 manfen5.com由a点沿满分5 manfen5.com方向以速率满分5 manfen5.com进入矩形区域,轨迹如图。当矩形区域只存在匀强磁场时满分5 manfen5.com由c点沿cd方向以同样的速率满分5 manfen5.com进入矩形区域,轨迹如图。不计重力,已知两粒子轨迹均恰好通过矩形区域的几何中心。则:

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A.由题给数据,可求出初速度满分5 manfen5.com

B.磁场方向垂直纸面向外

C.满分5 manfen5.com做匀速圆周运动的圆心在b点

D.两粒子各自离开矩形区域时的动能相等。

 

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如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t = 0时刻P在传送带左端具有速度v2,已知v1>v2,P与定滑轮间的绳水平。不计定滑轮质量,绳足够长。直到物体P从传送带右侧离开。以下判断正确的是(  

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A.物体P一定先加速后匀速

B.物体P可能先加速后匀速

C.物体Q的机械能一直增加

D.物体Q一直处于超重状态

 

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如图所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200 cm2,线圈的电阻r=1 Ω,线圈外接一个阻值R=4 Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图所示下列说法中正确的是 

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A.电阻R两端的电压保持不变

B.初始时刻穿过线圈的磁通量为0.4 Wb

C.线圈电阻r消耗的功率为4×10满分5 manfen5.com W

D.前4 s内通过R的电荷量为4×10满分5 manfen5.com C

 

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