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如图所示,四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切,它们与另一水平轨道CD在同一竖直...

manfen5.com 满分网如图所示,四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切,它们与另一水平轨道CD在同一竖直面内,圆轨道OA的半径R=0.45m,水平轨道AB长S1=3m,OA与AB均光滑.一滑块从O点由静止释放,当滑块经过A点时,静止在CD上的小车在F=1.6N的水平恒力作用下启动,运动一段时间后撤去力F.当小车在CD上运动了S2=3.28m时速度v=2.4m/s,此时滑块恰好落入小车中,已知小车质量M=0.2kg,与CD间的动摩擦因数μ=0.4.(取g=10m/s2)求
(1)恒力F的作用时间t.
(2)AB与CD的高度差h.
(1)对CD段由动能定理、牛顿第二定律及位移和时间关系式联立可求得F作用的时间; (2)撤去F后小车做匀减速运动,小球先作圆周运动,再离开B后做平抛运动,两者相遇所经历的时间相同,则由小车的运动时间可求得小物体平抛的时间,则可求得物体下落的高度. 【解析】 (Ⅰ)设小车在轨道CD上加速的距离为s,由动能定理得 Fs-μMgs2=Mv2;① 设小车在轨道CD上做加带运动时的加速度为a,由牛顿运动定律得 F-μMg=Ma② s=at2③ 联立①②③式,代入数据得t=1s    ④ 恒力的作用时间为1s. (2)设小车在轨道CD上做加速运动的末速度为v′,撤去力F后小车做减速运动时的加速度为a'减速时间为t',由牛顿运动定律得 v'=at  ⑤ -μMg=Ma'⑥ v=v'+a't'⑦ 设滑块的质量为m,运动到A点的速度为vt,由动能定理得mgR=mvt2  ⑧ 设滑块由A点运动到B点的时间为t1,由运动学公式得s1=vtt1⑨ 设滑块做平抛运动的时间为t1'则t1'=t+t'-t1⑩ 由平抛规律得h=gt2 联立②④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式,代入数据得 h=0.8m. 高度差为0.8m.
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考点分析:
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(1)某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别于弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d开始时讲模板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.
①木板的加速度可以用d、t表示为a=    ;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)   
②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系.下列图象能表示该同学实验结果的是   
③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是   
A.可以改变滑动摩擦力的大小
B.可以更方便地获取多组实验数据
C.可以比较精确地测出摩擦力的大小
D.可以获得更大的加速度以提高实验精度
(2)在测定金属电阻率的试验中,某同学连接电路如图所示.闭合电键后,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    (填“待测金属丝”“滑动变阻器”或“电键”).
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    档(填“欧姆×100”“直流电压10V”或者“直流电流2.5mA”),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是            manfen5.com 满分网 查看答案
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B.软绳重力势能共减少了manfen5.com 满分网
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D.软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功的和
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B.回路中感应电动势大小为2Blv
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B.a点电势高于b点电势
C.若将一试探电荷+q由a点释放,它将沿电场运动到b点
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B.副线圈输出电压的有效值为31V
C.P向右移动时,原、副线圈的电流比减小
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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