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如图所示,高为0.3m的水平通道内,有一个与之等高的质量为M=1.2kg表面光滑...

如图所示,高为0.3m的水平通道内,有一个与之等高的质量为M=1.2kg表面光滑的立方体,长为L=0.2m的轻杆下端用铰链连接于O点,O点固定在水平地面上竖直挡板的底部(挡板的宽度可忽略),轻杆的上端连着质量为m=0.3kg的小球,小球靠在立方体左侧。取g=10m/s2, sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)为了使轻杆与水平地面夹角α=37°时立方体平衡,作用在立方体上的水平推力F1应为多大?

(2)若立方体在F2=4.5N的水平推力作用下从上述位置由静止开始向左运动,则刚要与挡板相碰时其速度多大?

(3)立方体碰到挡板后即停止运动,而轻杆带着小球向左倒下碰地后反弹恰好能回到竖直位置,若小球与地面接触的时间为t=0.05s,则小球对地面的平均冲击力为多大?

(4)当杆回到竖直位置时撤去F2,杆将靠在立方体左侧渐渐向右倒下,最终立方体在通道内的运动速度多大?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)4N(2)0.8m/s(3)27.9N(4)0.5m/s 【解析】(1)(2分)对小球有 (2)(3分) 可解得:   v1=0.8m/s (3)(4分)设小球碰地的速度为v2 ,有    可解得                                      设小球碰地后反弹的速度为v3 有  可解得  对小球的碰地过程,根据牛顿第二定律有  可解得   N=27.9N (4)(5分)设杆靠在立方体向右倒下与地面的夹角为θ时小球与立方体分离,此时小球与立方体的速度分别为v和V,可有 联立上述方程可解得     。
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考点分析:
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如图所示,一质量m=0.10kg、电阻R=0.10Ω的矩形金属框abcd由静止开始释放,竖直向下进入匀强磁场。已知磁场方向垂直纸面向内,磁感应强度B=0.50T,金属框宽L=0.20m,开始释放时ab边与磁场的上边界重合。经过时间t1,金属框下降了h1=0.50m,金属框中产生了Q1=0.45J的热量,取g=10m/s2

(1)求经过时间t1时金属框速度v1的大小以及感应电流的大小和方向;

(2)经过时间t1后,在金属框上施加一个竖直方向的拉力,使它作匀变速直线运动,再经过时间t2=0.1s,又向下运动了h2=0.12m,求金属框加速度的大小以及此时拉力的大小和方向(此过程中cd边始终在磁场外)。

(3)t2时间后该力变为恒定拉力,又经过时间t3金属框速度减小到零后不再运动。求该拉力的大小以及t3时间内金属框中产生的焦耳热(此过程中cd边始终在磁场外)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e(4)在所给坐标中定性画出金属框所受安培力F随时间t变化的关系图线。

 说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,绝缘的光滑水平桌面高为h=1.25m、长为s=2m,桌面上方有一个水平向左的匀强电场。一个质量为m=2×10-3kg、带电量为q =+5.0×10-8C的小物体自桌面的左端A点以初速度vA=6m/s向右滑行,离开桌子边缘B后,落在水平地面上C点。C点与B点的水平距离x=1m,不计空气阻力,取g=10m/s2

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)小物体离开桌子边缘B后经过多长时间落地?

(2)匀强电场E多大?

(3)为使小物体离开桌面边缘B后水平距离加倍,即说明: 6ec8aac122bd4f6e,某同学认为应使小物体带电量减半,你同意他的想法吗?试通过计算验证你的结论。

 

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如图(a)所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置,横截面积为S=2×10-3m2、质量为m=4kg厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体,此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm,在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环,气体的温度为300K,大气压强P0=1.0×105Pa。现将气缸竖直放置,如图(b)所示,取g=10m/s2 。求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)活塞与气缸底部之间的距离;

(2)加热到675K时封闭气体的压强。

 

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为了用同一个DIS测量电路,不但能测量小灯泡的实际功率,还能测量电池组的电动势和内阻,设计了如图(a)所示的电路。其中被测小灯泡标注有“2.4V、0.3A”,共有四个滑动变阻器供实验中选用,其中:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

R1为“5Ω、1W”     R2为“10Ω、0.5W”

R3为“10Ω、4W”        R4为“40Ω、4W”

(1)为了“测量电池组的电动势和内阻”,用电压传感器和电流传感器测量的数据作出图线。闭合S1后测出的U—I图线如图(b)所示,根据图线可知电池组的内阻为_______Ω。

(2)为了“测量小灯泡的实际功率与两端电压的变化关系”,根据图(b)所示,S2处于_______(选填“断开”或“闭合”)状态,滑动变阻器选用_______。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(3)如果将小灯泡两端的连接线断开,直接用多用表的欧姆挡测量其电阻,测得的数值为_______Ω。

 

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某实验小组利用力传感器和光电门传感器探究“动能定理”。将力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线通过一个定滑轮与重物G相连,力传感器记录小车受到拉力的大小。在水平轨道上A、B两点各固定一个光电门传感器,用于测量小车的速度v1和v2,如图所示。在小车上放置砝码来改变小车质量,用不同的重物G来改变拉力的大小,摩擦力不计。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)实验主要步骤如下:

①测量小车和拉力传感器的总质量M1,把细线的一端固定在力传感器上,另一端通过定滑轮与重物G相连,正确连接所需电路;

②将小车停在点C,由静止开始释放小车,小车在细线拉动下运动,除了光电门传感器测量速度和力传感器测量拉力的数据以外,还应该记录的物理量为_________;

③改变小车的质量或重物的质量,重复②的操作。

(2)右侧表格中M是M1与小车中砝码质量之和,DE为动能变化量,F是拉力传感器的拉力,W是F在A、B间所做的功。表中的DE3=__________,W3=__________(结果保留三位有效数字)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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