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(18分)质量m=1.0 kg的甲物体与竖直放置的轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定...

(18分)质量m=1.0 kg的甲物体与竖直放置的轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地面上,如图所示。质量m=1.0 kg的乙物体从甲物体正上方,距离甲物体h=0.40 m处自由落下,撞在甲物体上在极短的时间内与甲物体粘在一起(不再分离)向下运动。它们到达最低点后又向上运动,上升的最高点比甲物体初始位置高H=0.10 m。已知弹簧的劲度系数k=200 N/m,且弹簧始终在弹性限度内,空气阻力可忽略不计,重力加速度g取10 m/s2。求:

(1)乙物体和甲物体碰撞过程中损失的动能;

(2)乙物体和甲物体碰撞后一起向下运动至最低点的过程中,甲乙两物体克服弹簧弹力所做的功。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)ΔE=2J (2)W=6.0J 【解析】(1)设乙物体和甲物体碰撞前瞬间乙物体的速度大小为v1,根据v12=2gh 解得v1=2m/s =2.8m/s…………………2分(说明:结果为2m/s同样得分) 设乙物体和甲物体碰撞后的共同速度大小为v2,由动量守恒定律有mv1=2mv2   解得………2分(说明:结果为m/s同样得分) 所以碰撞后系统的动能…………………………………2分 因为甲、乙物体构成的系统碰撞前的动能Ek1=4J,所以乙物体和甲物体碰撞过程中损失的机械能ΔE= Ek1- Ek2=2J…………………………………………………………3分 (2)设甲物体静止时弹簧压缩量为x1, 根据平衡条件,解得………………………………………2分 甲和乙碰撞后做简谐运动,在通过平衡位置时两物体所受合力为零,速度最大,设此时弹簧压缩量为x2,解得…………………………………2分 甲物体和乙物体一同上升到最高点时,两物体与简谐运动平衡位置的距离,即简谐运动的振幅A=x2+(H-x1)=15cm 根据简谐运动的对称性可知,两物体向下运动的距离x=A+(x2-x1)=20cm…2分 设两物体向下运动至最低点的过程中,克服弹簧弹力做功为W, 根据动能定理有……2分解得W=6.0J…………1分
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考点分析:
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(15分)杂技中的“顶竿”是由两位演员共同表演完成。站在地面上的演员的肩部顶住一根质量为10 kg的长竹竿,另一位质量为40 kg的演员爬至竹竿的顶端完成各种动作后,从竹竿的顶端由静止开始下滑,6秒末滑到竹竿底时的速度正好为零。在竹竿上的演员从竿顶下滑到竿底的过程中,地面上顶竿人的肩部的受力情况如图所示,重力加速度g取10 m/s2。则:

(1)竿上的人在下滑过程中的最大速度为多少?

(2)在4秒到6秒过程中,顶竿人的肩部受到的压力为多少?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(9分)一块电流表的内阻大约是几百欧,某同学用如图所示的电路测量其内阻和满偏电流,部分实验步骤如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①选择器材:两个电阻箱、2节干电池(每节电动势为1.5V,内阻不计)、2个单刀单掷开关和若干导线;

②按如图所示的电路图连接好器材,断开开关S1、S2,将电阻箱1的电阻调至最大;

③闭合开关S1,调节电阻箱1,并同时观察电流表指针,当指针处于满偏刻度时,读取电阻箱1的阻值为500 Ω;

④保持电阻箱1的电阻不变,再闭合开关S2,只调节电阻箱2,并同时观测电流表指针,当指针处于半偏刻度时,读取电阻箱2的阻值为250 Ω。

通过分析与计算可知:


(1)电流表内阻的测量值RA__________;电流表的满偏电流值Ig__________

(2)该同学对此电流表进行改装,使改装后的电流表量程为3 A,则改装后的电流表的内阻6ec8aac122bd4f6e__________

 

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(9分)在做单摆实验时,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,细激光束与球心等高,如右图所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如下图所示,则该单摆的振动周期为__________。若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用密度不变,直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将__________(填“变大”、“不变”或“变小”),下图中的Δt将__________(填“变大”、“不变”或“变小”)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

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如图所示,处于真空中的匀强电场与水平方向成15°角,AB直线与强场E互相垂直。在A点,以大小为vo的初速度水平抛出一质量为m,带电荷量为+q 的小球,经时间t,小球下落一段距离过C点(图中未画出)时其速度大小仍为vo,在小球由A点运动到C点的过程中,下列说法正确的是

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.电场力对小球做功为零

B.小球的电势能增加

C.小球机械能减少量为6ec8aac122bd4f6e

D.C点可能位于AB直线的左方

 

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如图所示,两条足够长的平行金属导轨水平放置,导轨的一端接有电阻和开关,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场的方向与导轨平面垂直,金属杆ab置于导轨上。当开关S断开时,在杆ab上作用一水平向右的恒力F使杆ab向右运动进入磁场。经过一段时间后,闭合开关并开始计时,金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。关于金属杆abv t图象可能是的

说明: 6ec8aac122bd4f6e

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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