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如图所示,质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一个质量m...

如图所示,质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一个质量m=1kg大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的摩擦因数μ=0.4,在铁块上加一个水平向左的恒力F=8N,铁块在长L=6m的木板上滑动.取g=10m/s2.求:
(1)经过多长时间铁块运动到木板的左端.
(2)在铁块到达木板左端的过程中,恒力F对铁块所做的功.
(3)在铁块到达木板左端时,铁块和木板的总动能.

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(1)由牛顿第二定律要分别求得两物体的加速度,则由位移公式可求得两物体位移的表达式,由两位移间的关系可求得时间; (2)求得铁块的位移,由功的公式可求得恒力所做的功; (3)分别对木板和铁块由动能定理求得动能,则可求得总动能. 【解析】 (1)铁块与木板间的滑动摩擦力f=μmg=4N 铁块的加速度a1===4m/s2; 木板的加速度a2==m/s2=1m/s2;  铁块滑到木板左端的时间为t,则a1t2-a2t2=L 代入数据解得:t=2s (2)铁块位移s1=a1t2=×4×22=8m 恒力F做的功W=Fs1=8×8J=64J (3)木板位移s2=a2t2=2m 铁块的动能E1=(F-f)s1=(8-4)×8=32J 木板的动能EB=fs2=4×2J=8J 铁块和木板的总动能E总=E1+EB=32J+8J=40J.
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考点分析:
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(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?
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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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(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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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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