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如图所示,粗糙水平地面AB与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BCD相连接,且在同一...

如图所示,粗糙水平地面AB与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BCD相连接,且在同一竖直平面内,O是BCD的圆心,BOD在同一竖直线上.质量m=2kg的小物体在9N的水平恒力F的作用下,从A点由静止开始做匀加速直线运动.已知AB=5m,小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2.当小物块运动到B点时撤去力F.取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小物块到达B点时速度的大小;
(2)小物块运动到D点时,轨道对小物块作用力的大小;
(3)小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离.

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(1)小物块从A到B,F做功Fx,滑动摩擦力-μmgx,根据动能定理求解小物块到达B点时速度的大小; (2)小物块从B运动到D点过程,只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律求出物块到达D点时的速度,由牛顿第二定律求解轨道对小物块作用力的大小; (3)小物块离开D点做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,由运动学公式求解落到水平地面上的点与B点之间的距离. 【解析】 (1)从A到B,根据动能定理有      (F-μmg)x= 得  =5m/s                                    (2)从B到D,根据机械能守恒定律有     得  =3m/s                                     在D点,根据牛顿运动定律有   得  F=-mg=25N                                        (3)由D点到落点小物块做平抛运动,在竖直方向有   得   水平面上落点与B点之间的距离为  x=vDt=3×0.4=1.2m      答:(1)小物块到达B点时速度的大小是5m/s; (2)小物块运动到D点时,轨道对小物块作用力的大小是25N; (3)小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离是1.2m.
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考点分析:
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(1)在“用单摆测重力加速度”的实验中,小明同学的操作步骤为:
A.取一根细线,下端系着直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上;
B.用刻度尺量得细线长度l;
C.在细线偏离竖直方向角度很小时释放小球;
D.用秒表记录小球完成n次全振动所用的总时间t,得到周期manfen5.com 满分网
E.用公式manfen5.com 满分网计算重力加速度
①为减小实验误差,小明同学应在小球经过______(选填“释放位置”或“平衡位置”)时开始计时.
②按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比______(选填“偏大”、“相同”或“偏小”).
(2)小亮同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5V,最大电流不超过0.55A)的伏安特性曲线,在实验室找到了下列实验器材:
A.电压表(量程是3V,内阻是6kΩ的伏特表)
B.电压表(量程是15V,内阻是30kΩ的伏特表)
C.电流表(量程是0.6A,内阻是0.5Ω的安培表)
D.电流表(量程是3A,内阻是0.1Ω的安培表)
F.滑动变阻器(阻值范围0~5Ω),额定电流为0.6A
G.滑动变阻器(阻值范围0~100Ω),额定电流为0.6A
直流电源(电动势E=3V,内阻不计) 开关、导线若干.
该同学设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流和电压).
I/A0.120.210.290.340.380.420.450.470.490.50
U/V0.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00
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①为提高实验结果的准确程度,电流表选______;电压表选______;滑动变阻器选______.(以上均填写器材代号)
②请在上面的方框中画出实验电路图;
③在图(a)中描出该电学元件的伏安特性曲线;
④据图(a)中描出的伏安特性曲线可知,该电学元件的电阻随温度而变化的情况为:______
⑤把本题中的电学元件接到图(b)所示电路中,若电源电动势E=2.0V,内阻不计,定值电阻R=5Ω,则此时该电学元件的功率是______W.
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如图,光滑斜面的倾角为θ,斜面上放置一矩形导体线框abcd,ab边的边长为l1,bc边的边长为l2,线框的质量为m,电阻为R,线框通过绝缘细线绕过光滑的滑轮与重物相连,重物质量为M,斜面上ef线(ef平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的,且线框的ab边始终平行底边,则下列说法正确的是( )
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A.线框进入磁场前运动的加速度为manfen5.com 满分网
B.线框进入磁场时匀速运动的速度为manfen5.com 满分网
C.线框做匀速运动的总时间为manfen5.com 满分网
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B.都在O点右方,且Q1离O点近
C.都在O点右方,且Q2离O点近
D.都在O点右方,且Q1、Q2在同一位置
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A.电流表A1的示数比A2的小
B.电流表A2的示数比A1的小
C.电流表A1和A2的示数相同
D.电流表的示数都不为零
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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