如图所示,一辆质量为M的小车静止在水平面上,车面上右端点有一可视为质点的滑块1,水平面上有与车右端相距为4R的固定的
光滑圆弧轨道,其圆周半径为R,圆周E处的切线是竖直的,车上表面与地面平行且与圆弧轨道的末端D等高,在圆弧轨道的最低点D处,有另一个可视为质点的滑块2,两滑块质量均为m.某人由静止开始推车,当车与圆弧轨道的竖直壁CD碰撞后人即撤去推力并离开小车,车碰后靠着竖直壁静止但不粘连,滑块1和滑块2则发生碰撞,碰后两滑块牢牢粘在一起不再分离.车与地面的摩擦不计,滑块1、2与车面的摩擦系数均为μ,重力加速度为g,滑块与车面的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.
(1)若人推车的力是水平方向且大小为
,则在人推车的过程中,滑块1与车是否会发生相对运动?
(2)在(1)的条件下,滑块1与滑块2碰前瞬间,滑块1的速度多大?
(3)若车面的长度为
,小车质量M=km,则k的取值在什么范围内,两个滑块最终没有滑离车面?
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(1)某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:
①按图(a)摆好实验装置,其中小车质量M=0.20kg,钩码总质量m=0.05kg.
②释放小车,然后接通打点计时器的电源(电源频率为f=50Hz),打出一条纸带.
③他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,如图(b)所示.把打下的第一点记作0,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d
1=0.41m,d
2=0.055m,d
3=0.167m,d
4=0.256m,d
5=0.360m,d
6=0.480m…,他把钩码重力(当地重力加速度g=10m/s
2)作为小车所受合力,算出打下0点到打下第5点合力做功.W=______J
(结果保留三位有效数字),用正确的公式E
k=______(用相关数据前字母列式)把打下第5点时小车动能作为小车动能的改变量,算得E
k=0.125J.
④此次实验探究的结果,他没能得到“合力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大.通过反思,他认为产生误差的原因如下,其中正确的是______.
A.钩码质量太大,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
B.没有平衡摩擦力,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C.释放小车和接通电源的次序有误,使得动能增量的测量值比真实值偏小
D.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因
(2)硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件.某同学利用图(甲)所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系.图中定值电阻R
=2Ω,电压表、电流表均可视为理想电表.
①用“笔画线”代替导线,根据电路图,将图(乙)中的实物电路补充完整.
②实验一:用一定强度的光照射硅光电池,闭合电键S,调节可调电阻R的阻值,通过测量得到该电池的U-I曲线a(见图丙).则由图象可知,当电流小于200mA时,该硅光电池的电动势为______V,内阻为______Ω.
③实验二:减小光照强度,重复实验,通过测量得到该电池的U-I曲线b(见图丙).当可调电阻R的阻值调到某值时,若该电路的路端电压为1.5V,由曲线b可知,此时电源的输出功率约为______W.
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