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如图所示,上表面光滑的木板足够长,质量M=10kg,在F=50N的水平拉力作用下...

如图所示,上表面光滑的木板足够长,质量M=10kg,在F=50N的水平拉力作用下,能以υ=5m/s的初速度沿水平地面向右匀速运动.现有若干个小铁块,它们质量均为m=1kg.将一个铁块无初速地放在木板最右端,当木板运动了L=1m时,又将第二个铁块无初速地放在木板最右端,以后木板每运动1m就在其最右端无初速地放上一个铁块.求:
(1)放第二个铁块时木板的速度大小;
(2)木板最终停下来时上面有几个铁块?
(3)木板停下来时,第一个铁块到木板最右端的距离.

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(1)无铁块时,木板做匀速直线运动,由f=μN求出动摩擦因数.放第二个铁块时,木板受到的摩擦力会增大.根据动能定理求解放第二个铁块时木板的速度大小; (2)木板最终停下来时,木板的初动能全部用来克服增加的摩擦力所做的功.第n块铁块释放时,木板克服摩擦力所做的功为△fL(1+2+3+…+n-1),根据动能定理求解n. (3)根据第2问的结果,木板还剩下的动能,再求解木板停下来时,第一个铁块到木板最右端的距离. 【解析】 (1)无铁块时,木板做匀速直线运动,受到地面摩擦力f=F=50N=μMg,可算出μ=0.5 每放上一块铁块,木板受到的摩擦力会增大△f=μmg=5N, 放上第一块铁块后,木块受到的摩擦力变为55N (F-f)L=-△fL= 可算出υt≈4.9m/s (2)木板最终停下来时,木板的初动能全部用来克服增加的摩擦力所做的功 第n块铁块释放时,木板克服摩擦力所做的功为△fL(1+2+3+…+n-1)=5×J 所以有:△fL(1+2+3+…+n-1)=-0 =125J,可解出n=7.59, 即第7个铁块放上去后木块再运动不足1m便会停下来,所以木块最终停下来时上面有7个铁块. (3)第7个铁块放上去时,增加的摩擦力已做功△f L(1+2+3+…+6)=105J,木板还剩下的动能为(125-105)J=20J, 设木板还能运动的距离为s,则由7×△f s=20J可解得s=0.57m,所以第一个铁块到木板最右端的距离为6.57m. 答: (1)放第二个铁块时木板的速度大小是4.9m/s; (2)木板最终停下来时上面有7个铁块. (3)木板停下来时,第一个铁块到木板最右端的距离是6.57m.
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考点分析:
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如图所示,两根平行金属导轨间的距离为0.4m,导轨平面与水平面的夹角为37°,磁感应强度为0.5T的匀强磁场垂直于导轨平面斜向上,两根电阻值均为1Ω、质量均为0.01kg的金属杆ab、cd水平地放在导轨上,并与导轨接触良好,杆与导轨间的动摩擦因数为0.3,导轨的电阻可以忽略.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)用外力将ab固定在导轨上,使cd杆以1m/s的速度向上运动,求ab杆中电流的大小和方向.
(2)撤去ab杆上的外力,为使ab杆能静止在导轨上,必须使cd杆以多大的速率沿斜面向上运动?

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有一质量m=1000kg的轿车,在平直公路上以ν1=90km/h的速度匀速行驶,此时发动机的输出功率P=50kW,全部用于轿车的牵引.某时刻起,保持发动机的输出功率不变,启动利用电磁阻尼带动的电动机为车载蓄电池充电,轿车做减速运动.运动L=72m后,轿车速度变为ν2=72km/h,此过程中发动机输出功率的20%用于轿车的牵引,80%用于供给发电机工作,发电机获得能量的50%转化为蓄电池的电能.假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变.
(1)求轿车运动中受到的阻力F的大小;
(2)求在上述过程中蓄电池获得的电能E的大小;
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如图所示,长为31cm、内径均匀的细玻璃管开口向上竖直放置,管内水银柱的上端正好与管口齐平,封闭气体的长为10cm,温度为27℃,外界大气压强不变.若把玻璃管在竖直平面内缓慢转至开口竖直向下,这时留在管内的水银柱长为15cm,然后再缓慢转回到开口竖直向上,求:
(1)大气压强p的值;
(2)玻璃管重新回到开口竖直向上时空气柱的长度;
(3)当管内气体温度升高到多少时,水银柱的上端恰好重新与管口齐平?

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某班级同学用如图(a)所示的装置验证加速度a和力F、质量m的关系.甲、乙两辆小车放在倾斜轨道上,小车甲上固定一个力传感器,小车乙上固定一个加速度传感器(可以测量乙在任意时刻的加速度大小),力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接,在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始运动,利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小.
(1)下列关于实验装置和操作的说法中正确的是    (多选)
(A)轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力
(B)轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力
(C)实验中,在小车乙向下运动的过程中均可采集数据
(D)实验中,只能在小车乙加速运动的过程中采集数据
(2)四个实验小组选用的小车乙(含力传感器)的质量分别为m1=0.5kg、m2=1.0kg、m3=1.5kg和m4=2.0kg,其中有三个小组已经完成了a-F图象,如图(b)所示.最后一个小组的实验数据如下表所示,请在图(b)中完成该组的a-F图线;
实验次数123456
拉力F(N)24.520.017.512.08.14.8
加速度a(m/s216.313.311.78.05.43.2
(3)在验证了a和F的关系后,为了进一步验证a和m的关系,可直接利用图(b)的四条图线收集数据,然后作图.请写出具体的做法:
①如何收集数据?   
②为了更直观地验证a和m的关系,建立的坐标系应以    为纵轴:以    为横轴.
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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,电路图如图(a)所示,所用器材有:小灯泡(2.5V,0.6W)、滑动变阻器、多用表、电流表、蓄电池、电键、导线若干.
(1)粗测小灯泡的电阻,应选用多用表的______倍率(选填“×1”、“×10”、或“×100”),正确操作后,多用表的示数如图(b)所示,结果为______Ω.
(2)实验中使用多用表测电压,请根据图(a)的电路图在图(c)中将实物图补充完整.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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