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A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上,如图所示,已知mA=mB=1kg,轻弹簧的劲度...

manfen5.com 满分网A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上,如图所示,已知mA=mB=1kg,轻弹簧的劲度系数为100N/m.若在木块A上作用一个竖直向上的力F,使木块A由静止开始以2m/s2的加速竖直向上作匀加速运动.取g=10m/s2,求:
(1)使木块A竖直向上作匀加速运动的过程中,力F的最大值是多少?
(2)若木块A竖直和上作匀加速运动,直到A、B分离的过程中,弹簧的弹性势能减小了1.28J,则在这个过程中,力F对木块做的功是多少?
(1)木块A受重力、B对A的支持力和拉力,要作匀加速运动,运用牛顿第二定律即可求解力F的最大值. (2)根据牛顿第二定律求出弹簧的形变量,以A、B作为一个整体,由动能定理求解. 【解析】 (1)F-mAg+FBA=mAa,所以当FBA=0时,F最大,即 Fm=mAg+mAa=12 N (2)初始位置弹簧的压缩量x1==0.20m A、B分离时,FBA=0,以B为研究对象可得: FN-mBg=mBa, FN=12N 此时x2==0.12m A、B上升的高度:△x=x1-x2=0.08 m A、B的速度v==m/s 以A、B作为一个整体,由动能定理得 wF+wN-(mA+mB)g△x=(mA+mB)v2 解得:wF=0.64J. 答:(1)使木块A竖直向上作匀加速运动的过程中,力F的最大值是12 N. (2)若木块A竖直和上作匀加速运动,直到A、B分离的过程中,弹簧的弹性势能减小了1.28J,则在这个过程中,力F对木块做的功是0.64J.
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考点分析:
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回旋加速器是用来加速带电粒子的装置,如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒,两盒相距很近(缝隙的宽度远小于盒半径),分别和高频交流电源相连接,使带电粒子每通过缝隙时恰好在最大电压下被加速.两盒放在匀强磁场中,磁场方向垂直于盒面,带电粒子在磁场中做圆周运动,粒子通过两盒的缝隙时反复被加速,直到最大圆周半径时通过特殊装置被引出.若D形盒半径为R,所加磁场的磁感应强度为B.设两D形盒之间所加的交流电压的最大值为U,被加速的粒子为α粒子,其质量为m、电量为q.α粒子从D形盒中央开始被加速(初动能可以忽略),经若干次加速后,α粒子从D形盒边缘被引出.求:
(1)α粒子被加速后获得的最大动能Ek
(2)α粒子在第n次加速后进入一个D形盒中的回旋半径与紧接着第n+1次加速后进入另一个D形盒后的回旋半径之比;
(3)α粒子在回旋加速器中运动的时间;
(4)若使用此回旋加速器加速氘核,要想使氘核获得与α粒子相同的动能,请你通过分析,提出一个简单可行的办法.

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磁悬浮列车的原理如图所示,在水平面上,两根平行直导轨上有一正方形金属框abcd,导轨间有竖直方向且等距离(跟ab边的长度相等)的匀强磁场B1和B2.当匀强磁场B1和B2同时以速度V沿直导轨向右运动时,金属框也会沿直导轨运动.设直导轨间距为L=0.4m,B1=B2=1T,磁场运动的速度为V=5m/s.金属框每边的电阻均为r=0.5Ω,试求:
(1)若金属框没有受阻力时,金属框向何方向运动?
(2)金属框始终受到1N的阻力时,金属框最大速度是多少?
(3)当金属框始终受到1N阻力时,要使金属框维持最大速度运动,每秒钟需消耗多少能量?

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如图所示,在x-o-y坐标系中,以(r,0)为圆心,r为半径的圆形区域内存在匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.在y>r的足够大的区域内,存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E.从O点以相同速率向不同方向发射质子,质子的运动轨迹均在纸面内,且质子在磁场中做圆周运动的轨迹半径也为r.已知质子的电荷量为q,质量为m,不计质子所受重力及质子间相互作用力的影响.
(1)求质子射入磁场时速度的大小;
(2)若质子沿x轴正方向射入磁场,求质子从O点进入磁场到第二次离开磁场经历的时间;
(3)若质子沿与x轴正方向成夹角θ的方向从O点射入第一象限的磁场中,求质子在磁场中运动的总时间.

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在《测定电源电动势和内阻》的实验中,某同学所用的电路图如图所示,测得的数据如下表:
123456
U/V1.421.361.081.211.141.07
I/A0.040.080.120.160.200.24
①实验误差分系统误差和偶然误差两种.该实验的系统误差主要是
______引起的,由于系统误差本实验电动势的测量值E______真实值E(填“大于”、“小于”或“等于”).
用画U-I图线求电动势和内阻的优点在于可以尽量减小实验的______误差.
②在如图给出的U-I坐标系中用已知的数据画出U-I图线(横、纵坐标的起点已经规定好),从图象中可以发现该同学记录的第______组数据有错误.
③求得电动势E=______V,内阻r=______Ω.(均保留2位有效数字).

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物体在空中下落的过程中,重力做正功,物体的动能越来越大,为了“探究重力做功和物体动能变化的定量关系”,我们提供了如图的实验装置.
①某同学根据所学的知识,结合如图所示的装置,设计了一个本实验情景的命题:
设质量为m(已测量)的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的______,通过光电门时的______,试探究外力做的功______与小球动能变化量______的定量关系.
请在前两空格处填写物理量的名称和对应符号;在后两空格处填写数学表达式.
②某同学根据上述命题并测出如下数字:
用天平测定小球的质量m=0.50kg,用游标尺测出小球的直径d=1.00cm,用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h=80.80cm,计时装置记下小球经过光电门所用的时间t=2.50×10─3s,由此可算得小球经过光电门的速度为______m/s.小球从电磁铁处下落到经过光电门时重力做的功为______J,小球动能变化量为______J.(g取10m/s2,结果保留三位有效数字)
③根据②中计算出的数据得出本实验的结论为:______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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