(18分)如图所示,EF为水平地面,O点左侧是粗糙的、右侧是光滑的。一轻质弹簧右端与墙壁固定,左端与静止在O点质量为m的小物块A连结,弹簧处于原长状态。质量为m的物块B在大小为F的水平恒力作用下由C处从静止开始向右运动,已知物块B与地面EO段间的滑动摩擦力大小为,物块B运动到O点与物块A相碰并一起向右运动(设碰撞时间极短),A、B虽接触而不粘连,当运动到D点时撤去外力F。已知CO 长度为4S,OD 长度为S,整个过程中弹簧都在其弹性限度内。求撤去外力后:
(1)弹簧的最大弹性势能;
(2)物块B最终离O点的距离。
如图所示,在直角坐标系的原点O处有一放射源,向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子。在放射源右边有一很薄的挡板,挡板与xoy平面交线的两端M、N与原点O正好构成等腰直角三角形。已知带电粒子的质量为m,带电量为+q,速度为υ,MN的长度为L。
(1)若在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场,要使y轴右侧所有运动的粒子都能打到挡板MN上,则电场强度E0的最小值为多大?在电场强度为E0时,打到板上的粒子动能为多大?
(2)若在整个空间加一方向垂直纸面向里的匀强磁场,要使板右侧的MN连线上都有粒子打到,磁场的磁感应强度不能超过多少(用m、υ、q、L表示)?若满足此条件,放射源O向外发射出的所有带电粒子中有几分之几能打在板的左边?
如图所示,在倾角为θ = 30o 的光滑斜面的底端有一个固定挡板D,小物体C靠在挡板D上,小物体B与C用轻质弹簧拴接。当弹簧处于自然长度时,B在O点;当B静止时,B在M点,OM = l。在P点还有一小物体A,使A从静止开始下滑,A、B相碰后一起压缩弹簧。A第一次脱离B后最高能上升到N点,ON = 1.5 l。B运动还会拉伸弹簧,使C物体刚好能脱离挡板D。A、B、C的质量都是m,重力加速度为g。求
(1)弹簧的劲度系数;
(2)弹簧第一次恢复到原长时B速度的大小;
(3)M、P之间的距离。
在建筑装修中,工人用质量为5.0kg的磨石A对地面和壁进行打磨,已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数μ均相同。(g取10m/s2)
(1)当A受到水平方向的推力F1=25N打磨地面时,A恰好在水平地面上作匀速直线运动,求A与地面间的动摩擦因数μ。[来源
(2)若用A对倾角θ=37°的斜壁进行打磨(如图),当对A加竖直向上推力F2=60N时,则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2m(斜壁长>2m)所需时间为多少?(sin37°=0.6, cos37°=0.8,)
某同学准备用500mA的电流表改装成一块量程为2.0V的电压表。他为了能够更精确地测量电流表的内电阻,设计了如图所示的实验电路,图中各元件及仪表的参数如下:
A. 电流表G1(量程1.0mA,内电阻约100W)
B. 电流表G2 (量程500mA,内电阻约200W)
C.电池组E(电动势为3.0V,内电阻未知)
D. 滑线变阻器R(0—25W)
E. 四旋钮电阻箱R1(总阻值9 999W)
F. 保护电阻R2 (阻值约100W)
G. 开关S1,单刀双掷开关S2
(1) 实验中该同学先合上开关Sl,再将开关S2与a相连,调节滑线变阻器R,当电流表G2有某一合理的示数时,记下电流表G1的示数I;然后将开关S2与b相连,保持_____不变,调节_______,使电流表Gl的示数仍为I时,读取电阻箱读数r。
(2) 由上述测量过程可知,电流表G2内电阻的测量值rg=________。
(3) 若该同学通过测量得到电流表G2的内电阻值为190W,他必须将一个_______kW的电阻与电流表G2串联,才能改装为一块量程为2.0V的电压表。
(4) 在实物图中连线。
(1)(6分)某实验小组利用如图(甲)所示的实验装置来探究滑块做直线运动的快慢问题. 滑块上的左右端各有一个完全一样的遮光板. 若光线被遮光板遮挡,光电传感器会输出高电压. 滑块在细线的牵引下向左做直线运动,遮光板1、2分别经过光电传感器时,通过计算机可以得到如图(乙)所示的电压随时间变化的图像.
(1)将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,接通气源并轻推滑块. 若气垫导轨处于水平状态,则图(乙)中的t1、t2、t3、t4应满足 关系.
(2)如图(丙)所示,用游标卡尺测量遮光板的宽度d= mm. 挂上钩码后,将滑块由如图(甲)所示位置释放,通过光电传感器和计算机得到的图像如图(乙)所示,若t1、t2、t3、t4和d已知,则遮光板1在经过光电传感器过程中的平均速度为 . (用已知量的字母表示)