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蒸汽机中自动控制转速的装置叫做离心节速器,它的工作原理和下述力学模型类似:在一根...

蒸汽机中自动控制转速的装置叫做离心节速器,它的工作原理和下述力学模型类似:在一根竖直硬质细杆的顶端O用铰链连接两根轻杆,轻杆的下端分别固定两个金属小球.当发动机带动竖直硬质细杆运动时,两个金属球可在水平面上做匀速圆周运动,如图所示,设与金属球连接的两轻杆的长度均为l,两金属球的质量均为m.各杆的质量均可忽略不计.当发动机加速运转时,轻杆与竖直杆的夹角从30°增加到60°,求这一过程中发动机对两小球所做的功,忽略各处的摩擦和阻力.

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本题考查了变力做功情况,由于在轻杆与竖直杆的夹角变化过程中,杆上的力大小方向均发生变化,无法利用功的定义式直接求解,因此要利用功能关系求解.由于小球做匀速圆周运动因此要结合圆周运动知识求解. 【解析】 由题意,当轻杆与竖直杆夹角为30°时,小球做圆周运动,由有:          ① R1=lsin30°                 ② 同理,当轻杆与竖直杆夹角为60时,由F=mv2/R有: mgtan60°=m         ③ R2=lsin60°                  ④ 由功能关系,这一过程中发动机对每个小球所做的功为W,根据功能关系得:          ⑤ 联立①②③④⑤解得: 该过程中发动机对两小球做总功为:. 故发动机对两个小球所做的功为.
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考点分析:
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如图所示,在与水平面成θ=30°角的平面内放置两条平行、光滑且足够长的金属轨道,其电阻可忽略不计.空间存在着匀强磁场,磁感应强度B=0.20T,方向垂直轨道平面向上.导体棒ab、cd垂直于轨道放置,且与金属轨道接触良好构成闭合回路,每根导体棒的质量m=2.0×10-2kg,回路中每根导体棒电阻r=5.0×10-2Ω,金属轨道宽度l=0.50m.现对导体棒ab施加平行于轨道向上的拉力,使之匀速向上运动.在导体棒ab匀速向上运动的过程中,导体棒cd始终能静止在轨道上.g取10m/s2.求:
(1)导体棒cd受到的安培力大小;
(2)导体棒ab运动的速度大小;
(3)拉力对导体棒ab做功的功率.

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为了在运动会上取得好成绩,甲、乙两同学在直道上练习4×100m的接力,假设他们在奔跑时有相同的最大速度.乙从静止开始全力奔跑,要跑出36m才能达到最大速度,这一过程可看做匀变速运动.现在甲持棒以最大速度向乙奔来,距甲的距离为某一值时,乙在接力区开始由静止出发并全力奔跑.若要求乙接棒时的速度是最大速度的manfen5.com 满分网倍.求:
(1)乙接棒前在接力区内跑过的距离.
(2)乙起跑时距甲的距离.
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(1)在做《验证力的平行四边行定则》实验中:除了方木板、白纸、图钉、细线套、铅笔、刻度尺和三角板外,还需要的器材有:______.在此实验中,假如F1的大小及方向固定不变,那么为了使橡皮条仍然伸长到O点,对F2来说,下面几种说法中正确的是______
A.F2可以有多个方向
B.F2的方向和大小可以有多个值
C.F2的方向和大小是惟一确定值
D.F2的方向是惟一的,但大小可有多个值
(2)在《测定金属电阻率》的实验中,某同学连接电路如图所示,闭合开关后,发现电路有故障(已知电源、电表和导线均完好,电源电动势为E):
  ①若电流表示数为零、电压表示数为E,则发生故障的是______(选填“待测金属丝”“滑动变阻器”
或“开关”).
②若电流表、电压表示数均为零,该同学利用多用电表检查故障.先将选择开关旋至“直流电压10V”档,再将______(填“红”或“黑”)表笔固定在a接线柱,把另一支表笔依次接b、c、d接线柱.若只有滑动变阻器断路,则多用电表的示数依次
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如图所示,A、B为一对中间开有小孔的平行金属板,相距一定距离,A板接地,现有一电子在t=0时刻在A板小孔中由静止开始向B板运动,不计重力及阻力影响,使电子一定能从B中小孔射出,则B板电势φB与时间t的变化规律是( )
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如图所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可以忽略.下列说法中正确的是( )
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A.合上开关K接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮
B.合上开关K接通电路时,A1和A2始终一样亮
C.断开开关K切断电路时,A2立刻熄灭,A1过一会儿才熄灭
D.断开开关K切断电路时,A1和A2都要过一会儿才熄灭
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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