(16分)浙江卫视六频道《我老爸最棒》栏目中有一项人体飞镖项目,该运动简化模型如图所示。某次运动中,手握飞镖的小孩用不可伸长的细绳系于天花板下,在A处被其父亲沿垂直细绳方向推出,摆至最低处B时小孩松手,飞镖依靠惯性飞出击中竖直放置的圆形靶最低点D点,圆形靶的最高点C与B在同一高度,C、O、D在一条直径上,A、B、C三处在同一竖直平面内,且BC与圆形靶平面垂直。已知飞镖品质m=1kg,BC距离s=8m,靶的半径R=2m,AB高度差h=0.8m,g取10m/s2。不计空气阻力,小孩和飞镖均可视为质点。
(1)求孩子在A处被推出时初速度vo的大小;
(2)若小孩摆至最低处B点时沿BC方向用力推出飞镖,飞镖刚好能击中靶心,求在B处小孩对飞镖做的功W;
(3)在第(2)小题中,如果飞镖脱手时沿BC方向速度不变,但由于小孩手臂的水平抖动使其获得了一个垂直于BC的水平速度v,要让飞镖能够击中圆形靶,求v的取值范围。
(10分)在“验证机械能守恒定律”实验中,有三个同学做了如下的实验:
⑴张三同学安装的实验装置如图a所示,实验得到纸带上留下的打点痕迹情况如图b所示,这样的操作可能会导致实验误差较大,从图中可以看出安装实验装置时明显存在的问题
是 。
(2)李四同学用正确安装的装置进行实验,获取一张纸带如图c所示,但起始点模糊不清。取后面连续打出的清晰点来研究,测出B、C、D、E、F到A点的距离为hB、hC、hD、hE、hF,然后分别计算出B、C、D、E点的速度vB、vc、vD、vE ,最后在v2-h坐标系中,描出B、C、D、E点对应的坐标,如图d所示。如果这些
点可连成一条直线,要判断重物下落过程中机械能是否守恒,还需要_ 。
(3)王五同学也用正确安装的装置进行实验,来探究重物下落过程中动能与势能的转化问题。图e为一条符合实验要求的纸带,O点为打点定时器打下的第一点。取打下O点时重锤的重力势能为零,计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能EP。建立坐标系,横轴表示h,纵轴表示Ek和Ep,根据资料在图f中绘出图线I和图线II。
已求得图线I斜率的绝对值k1=2.94J/m,请计算图线II的斜率k2= J/m(保留3位有效数字)。
重物和纸带在下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为 (用k1和k2表示)。
(10分)在“练习使用多用电表”实验中,某同学进行了如下的操作:
(1)用多用电表电阻档测量某一电阻的阻值时,该同学先用大拇指和食指紧捏红黑表笔进行奥姆调零(如图a所示),然后用两表笔接触待测电阻的两端(如图b所示),这两步操作是否合理? (填“a合理”或“b合理”或“都不合理”)
(2)用多用电表电流文件测量电路中电流,该同学将选择开关置于直流“50mA”文件,连接的电路如图c所示,图中多用电表测定的是__ __ (填甲电阻的电流、乙电阻的电流或总的电流),测得的值是___________。
(3)该同学要测量多用电表直流2.5 V檔的内阻RV (约为20kΩ)。除此多用电表外,还有以下器材:直流电源一个(电动势E为2V,内阻可忽略不计),电阻一个(阻值R为10kΩ),电键一个,导线若干。要求: (I)画出实验电路图(多用电表符号用) 表示);(II)写出RV的表达式(用字母表示)。
火警报警系统原理如图甲所示,M是一个小型理想变压器,原副线圈匝数之比n1:n2 =10:1,接线柱a、b接上一个正弦交变电源,电压随时间变化规律如图乙所示,在变压器右侧部分,R2为用半导体热敏材料(电阻随温度升高而减小)制成的传感器,R1为一定值电阻。下列说法中正确的是
A.电压表示数为 22V
B.此交变电源的频率为 50Hz
C.当传感器R2所在处出现火警时,电流表的示数减小
D.当传感器R2所在处出现火警时,电压表的示数减小
如图所示,小木块的品质为m,可看成质点,木板质量为M=2m,长度为l,一根质量不计的轻绳通过定滑轮分别与M和m连接,小木块与木板间以及木板与水平面间的动摩擦因子均为,开始时木块静止在木板左端。现用水平向右的恒力将木块拉至木板右端,则
A.拉力至少为4mg
B.拉力至少为5mg
C.拉力至少做功5mgl
D.拉力至少做功2.5mgl
如图所示,实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形图,虚线为t2=0.5s时的波形图,已知0<t2-t1<T ,t1=0时,x=2m处的质点A向y轴负方向振动,则
A.质点A的振动周期可能等于2s
B.该横波的波速一定等于6m/s
C.从t2时刻开始计时,x=1m处的质点的振动方程可以写成y=5sin3πt(cm)
D.在t2时刻 , x=0.5m处质点和x=2.5m处质点的速度一定大小相等、方向相同