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(18分)如右图所示,在竖直面内有一个光滑弧形轨道,其末端水平,且与处于同一竖直...

(18分)如右图所示,在竖直面内有一个光滑弧形轨道,其末端水平,且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切,并平滑连接。A、B两滑块(可视为质点)用轻细绳拴接在一起,在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开,弹簧迅速将两滑块弹开,其中前面的滑块A沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点。已知圆形轨道的半径R=0.50m,滑块A的质量mA=0.16kg,滑块B的质量mB=0.04kg,两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度h=0.80m,重力加速度g取10m/s2,空气阻力可忽略不计。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

试求:(1)A、B两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小;

(2)滑块A被弹簧弹开时的速度大小;

(3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能。

 

(1)4.0m/s(2)5.0 m/s(3) 0.40J 【解析】(1)设滑块A和B运动到圆形轨道最低点速度为v0,对滑块A和B下滑到圆形轨道最低点的过程,根据动能定理,有 (mA+mB)gh=(mA+mBv02   ………………………………(2分) 解得        v0=4.0m/s   ………………………………(2分) (2)设滑块A恰能通过圆形轨道最高点时的速度大小为v,根据牛顿第二定律有       mAg=mAv2/R  ………………………………(2分) 设滑块A在圆形轨道最低点被弹出时的速度为vA,对于滑块A从圆形轨道最低点运动到最高点的过程,根据机械能守恒定律,有 mAvA2=mAg•2R+mAv2   ………………………………(2分) 代入数据联立解得:vA=5.0 m/s  ………………………………(2分) (3)对于弹簧将两滑块弹开的过程,A、B两滑块所组成的系统水平方向动量守恒,设滑块B被弹出时的速度为vB,根据动量守恒定律,有 (mA+mB)v0=mA vA+ mB vB    ………………………………(2分) 解得: vB=0          ………………………………(2分) 设弹簧将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为Ep,对于弹开两滑块的过程,根据机械能守恒定律,有   (mA+mB)v02 + Ep=mAvA2  ………………………………(2分) 解得:Ep=0.40J         ………………………………(2分)
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考点分析:
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(16分)在水平匀速运动的传送带的左端(P点),轻放一质量为m=1kg的物块,物块随传送带运动到A点后抛出,物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑。B、D为圆弧的两端点,其连线水平。已知圆弧半径R=1.0m,圆弧对应的圆心角θ=106º,轨道最低点为C,A点距水平面的高度h=0.8 m 。(g=10m/s2,sin53º=0.8,cos53º=0.6)

求:(1)物块离开A点时水平初速度的大小;   

(2)物块经过C点时对轨道压力的大小;

(3)设物块与传送带间的动摩擦因数为0.3,传送带的速度为 5m/s,求PA间的距离。

 

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(12分)在测量电源的电动势E以及内阻r (电动势约2V,内阻约0.5Ω实验中,给出如下器材:量程为1V的电压表,量程为0.5A的电流表(内阻较小),定值电阻Ro = 1.6Ω,滑动变阻器R,开关S,导线若干。

(1)四位同学设计了如下四个电路,实验电路应选为(        )。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 (2)    实验时当电流表的示数为I1时,电压表示数为U1;当电流表的示数为I2时, 

电压表示数为U2,则可求出电动势E的字母表达式为___         _,内电阻r

的字母表达式为                

(3)根据测量实验记录数据画出了电压表示数U随电流I的变化关系U—I图象,

如图所示,由此可知电源电动势E=                、内阻为r=                    

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(6分)(1)为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”,小球下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果        产生误差(选填 “会” 或“不会”)

(2)某同学用用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是         mm。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,有两个相邻的有界匀强磁场区域,磁感应强度的大小均为B,磁场方向相反,且与纸面垂直,磁场区域在x轴方向宽度均为a,在y轴方向足够宽。现有一高为a的正三角形导线框从图示位置开始向右沿x轴方向匀速穿过磁场区域。若以逆时针方向为电流的正方向,在下图的四个图像中,线框中感应电流i与线框移动的位移x的关系图像正确的是(    )

说明: 6ec8aac122bd4f6e        

 

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如图所示,沿水平方向放置的平行金属板a和b,分别与电源的正负极相连。a、b极的中央沿竖直方向各有一个小孔,带正电的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下,先后穿过两个小孔后速度为6ec8aac122bd4f6e。现使a板不动,保持开关K打开或闭合,b板向上或向下平移一小段距离,相同的液滴仍从P点自由落下,先后穿过两个小孔后速度为6ec8aac122bd4f6e,下列说法中正确的是(      )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.若开关K保持闭合,向下移动b板,则6ec8aac122bd4f6e

B.若开关K闭合一段时间后再打开,向下移动b板,则6ec8aac122bd4f6e

C.若开关K保持闭合,无论向上或向下移动b板,则6ec8aac122bd4f6e

D.若开关K闭合一段时间后再打开,无论向上或向下移动b板,则6ec8aac122bd4f6e

 

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