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(14分)如图所示,在一次消防演习中,消防员练习使用挂钩从高空沿滑杆由静止滑下,...

(14分)如图所示,在一次消防演习中,消防员练习使用挂钩从高空沿滑杆由静止滑下,滑杆由AOOB两段直杆通过光滑转轴连接地O处,可将消防员和挂钩均理想化为质点,且通过O点的瞬间没有机械能的损失。AO长为6ec8aac122bd4f6e=5m,OB长为6ec8aac122bd4f6e=10m。两堵竖直墙的间距6ec8aac122bd4f6e=11m。滑杆A端用铰链固定在墙上,可自由转动。B端用铰链固定在另一侧墙上。为了安全,消防员到达对面墙的速度大小不能超过6m/s,挂钩与两段滑杆间动摩擦因数均为6ec8aac122bd4f6e=0.8。(6ec8aac122bd4f6e=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)若测得消防员下滑时,OB段与水平方向间的夹角始终为37°,求消防员在两滑杆上运动时加速度的大小及方向;

(2)若B端在竖直墙上的位置可以改变,求滑杆端点AB间的最大竖直距离。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)在AO段运动的加速度为3.2 m/s2,方向沿AO杆向下; 在OB段运动的加速度为-0.4 m/s2,方向沿BO杆向上。 (2)10.2m 【解析】(1)设杆OA、OB与水平方向夹角为α、β,由几何关系:d=L1cosα+L2cosβ(1分) 得出AO杆与水平方向夹角α=53°     (1分) 由牛顿第二定律得mgsinθ-f=ma     (1分) f=μN   N=μmgcosθ  (1分 ) 在AO段运动的加速度:a1=gsin53°-μgcos53°=3.2 m/s2,方向沿AO杆向下。(2分) 在OB段运动的加速度:a2=gsin37°-μgcos37°=-0.4 m/s2,方向沿BO杆向上。(2分) (2)对全过程由动能定理得 mgh-μmgL1cosα-μmgL2cosβ=-0(2分) 其中d=L1cosα+L2cosβ,v ≤6 m/s(1分) 所以:≤ 10.6m(1分) 又因为若两杆伸直,AB间的竖直高度为   (1分) 所以AB最大竖直距离应为10.2m。(1分)
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考点分析:
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(11分)某同学在研究性学习中充分利用打点计时器针对自由落体运动进行了如下三个问题的深入研究:

(1)当地的重力加速度是多少?

(2)如何测定物体下落过程中某一位置的速度?

(3)下落过程中机械能是否守恒?此同学依据以下问题设计了如下实验方案:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

       如图甲所示,将打点计时器(频率为6ec8aac122bd4f6e)固定在铁架台上,先打开电源而后释放重物,重物带动纸带从静止开始下落,打出几条纸带并在其中选出一条比较理想的纸带如图乙所示。在纸带上取出若干计数点,其中每两个计数点之间有四个点未画出。

       ①所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还需            (填字母代号)中的器材。

       A.交流电源、天平及毫米刻度尺

       B.交流电源、毫米刻度尺

       C.交流电源、毫米刻度尺及砝码

       D.交流电源、天平及砝码

       ②计算当地重力加速度6ec8aac122bd4f6e              。(用6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e表示)

       ③为了提高实验的准确程度,该同学用图象法剔除偶然误差较大的数据,为使图线的斜率等于重力加速度,除做6ec8aac122bd4f6e图象外,还可作              图象,其纵轴表示的是              ,横轴表示的是                 

       ④如图乙所示,打点计数点5时重物的速度6ec8aac122bd4f6e                 。(用6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e表示)

说明: 6ec8aac122bd4f6e

       ⑤该同学选择打计数点5时重物所在的位置为重力势能的零势能点后,若验证从计数点1至计数点5两点间重物的机械能守恒,其表达式为                        

 

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(4分)关于多用电表的使用,下列操作正确的是              

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.测电压时,应按图甲连接方式测量

B.测电流时,应按图乙连接方式测量

C.测电阻时,应按图丙连接方式测量

D.测二极管的正向电阻时,应按图丁连接方式测量

 

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如图所示,电路中电源的电动势为E,内阻为6ec8aac122bd4f6eA为非理想电压表,B为静电计;两个平行板电容器的电容分别为6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e,将电键S闭合较长时间后,下列说法中正确的是

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.电压表的示数为零

B.电压表的示数等于电源电动势E

C.若将变阻器滑动触头P向右滑动,则电容器6ec8aac122bd4f6e上带电量增大

D.若断开电键S,再增大电容器6ec8aac122bd4f6e两极板间距离,则静电计指针张角也增大

 

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如图所示,匀强磁场的边界为平行四边形ABCD,其中AC边与对角线BC垂直,一束电子以大小不同的速度沿BCB点射入磁场,不计电子的重力和电子之间的相互作用,关于粒子在磁场中运动的情况,下列说法中正确的是

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.入射速度越大的粒子,其运动时间越长

B.入射速度越大的粒子,其运动轨迹越长

C.从AB边出射的粒子的运动时间都相等

D.从AC边出射的粒子的运动时间都相等

 

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如图所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同速度飞出6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e两个带电粒子,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线表示,不计两粒子之间的相互作用。则

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e一定带异种电荷

B.6ec8aac122bd4f6e的动能将减小,6ec8aac122bd4f6e的动能将增加

C.6ec8aac122bd4f6e的加速度将减小,6ec8aac122bd4f6e的加速度将增大

D.两个粒子的电势能都减小

 

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