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如图所示,B是质量为2m、半径为R的光滑半球形碗,放在光滑的水平桌面上.A是质量...

如图所示,B是质量为2m、半径为R的光滑半球形碗,放在光滑的水平桌面上.A是质量为m的细长直杆,光滑套管D被固定在竖直方向,A可以自由上下运动,物块C的质量为m,紧靠半球形碗放置.初始时,A杆被握住,使其下端正好与碗的半球面的上边缘接触(如图).然后从静止开始释放A,A、B、C便开始运动,求:
(1)长直杆的下端第一次运动到碗内的最低点时,B、C水平方向的速度各为多大?
(2)运动过程中,长直杆的下端能上升到的最高点距离半球形碗内底部的高度.
(3)从静止释放A到长直杆的下端,又上升到距碗底有最大高度的过程中,C物体对B物体做的功.

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(1)长直杆的下端第一次运动到碗内的最低点时vB=vC,由机械能守恒即可求解; (2)长直杆的下端上升到的最高点时竖直方向速度为零,根据机械能守恒定律即可求解; (3)从静止释放A到长直杆的下端,又上升到距碗底有最大高度的过程中,对C物体运用动能定理即可求解. 【解析】 (1)长直杆的下端第一次运动到碗内的最低点时,A的水平方向速度为零,而vB=vC, 由机械能守恒得:mgR=×3mvB2, 即vB=vC=, (2)长直杆的下端上升到的最高点时直杆竖直方向速度为零, 由机械能守恒得:mgh=×2mvB2, 解得:h=R, (3)从静止释放A到长直杆的下端,又上升到距碗底有最大高度的过程中, 对C物体运用动能定理得:W=mvC2-0=mgR, 所以C物体对B物体做的功为-W=- 答:(1)长直杆的下端第一次运动到碗内的最低点时,B、C水平方向的速度都为; (2)运动过程中,长直杆的下端能上升到的最高点距离半球形碗内底部的高度为. (3)从静止释放A到长直杆的下端,又上升到距碗底有最大高度的过程中,C物体对B物体做的功为-.
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考点分析:
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如图所示,AB为半环ACB的水平直径,C为环上的最低点,环半径为R.一个小球从A点以速度v被水平抛出,设重力加速度为g,不计空气阻力.
(1)要使小球掉到环上时的竖直分速度最大,v为多大?
(2)若v取值不同,小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角就不同.
同学甲认为,总可以找到一个v值,使小球垂直撞击半圆环.
同学乙认为,无论v取何值,小球都不可能垂直撞击半圆环.
你认为哪位同学的分析正确?如认为甲同学正确,求出相应的v值;如认为乙同学正确,说明理由.

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如图所示,质量为m1=10kg的气缸A倒扣在水平桌面上,内有质量为m2=2kg、截面积为S=50cm2的活塞B被支柱C支撑.活塞下方的气体与外界大气相通,外界大气压强为p=1.0×105Pa,活塞B上方密闭有压强p1=1.0×105Pa、温度为27C的气柱D,气柱长l1=30cm,活塞B可在A中无摩擦滑动.(g取10m/s2
(1)若气柱D的温度缓慢升至57℃,D中气体的压强为多大?
(2)若气柱D的温度缓慢升至127℃,D中气体的压强又为多大?
(3)在气柱D的温度由27℃升至127℃的过程中,气体D对外做了多少功?

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如图所示,半径各为R1=0.5m和R2=1m的同心圆形导轨固定在同一水平面上,金属直杆ab(长度略长于0.5m)两端架在圆导轨上.将这一装置放在磁感应强度B=1T的匀强磁场内,磁场方向垂直于圆轨道面铅直向下,在外加功率的作用之下,直杆ab以ω=4rad/s的角速度绕过O点的铅直轴逆时针旋转.
(1)求ab中感应电动势的大小,并指出哪端电势较高;
(2)用r=1.5Ω的电阻器跨接于两导轨的两定点(如图中的c、d,电阻器未画出),不计其他部分的电阻,求流过电阻器的电流大小;
(3)在(2)的情况下,设外加机械功率为2W,求杆ab克服摩擦力做功的功率.

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如图所示A为一稳压管,它的作用是保证DE两端的电压UDE恒定不变,当流过稳压管有电流在5mA和40mA之间时,UDE就稳定在10V上,R2为一可变电阻,它的最小值为500Ω,最大值为无穷大(即断路).设电源电压U=20V,则当R2变化时,R1的值应在______范围内,才能使流入稳压管的电流最大不超过40mA,最小不低于5mA?

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利用如图1所示的电路测定电源电动势和内电阻,提供的器材有:
A.干电池两节(每节电动势约1.5V,内阻未知)
B.直流电压表V1、V2(内阻很大)
C.直流电流表A(内阻可以忽略不计)
D.定值电阻R(阻值未知,但不小于5Ω)
E.滑动变阻器      F.导线和开关
(1)甲同学利用该电路完成实验时,由于某根导线发生断路故障,因此只记录到了一个电压表和电流表的示数,如下表所示:
U/V2.622.482.342.202.061.92
I/A0.080.120.190.200.240.28
试利用表格中的数据在所给的坐标图中作出U-I图,由图象2可知,该同学测得两节干电池总的电动势为______V,总内阻为______Ω.由计算得到的数据可以判断能够正确读数的电压表应该为表______(填“V1”或“V2”)
(2)乙同学在找出断路的导线并调换好的导线后,连接该电路继续实验时,由于电流表发生短路故障,因此只能记录下两个电压表示数,该同学利用记录的数据,以表V2示数U2为横坐标,表V1示数U1为纵坐标作图象,也得到一条不过原点的直线,已知直线的斜率为k,纵轴截距为b,则两节干电池总的电动势大小为______,两节干电池总的内阻______(填“可以”或“不可以”)求出.
如果该同学希望通过利用图象的截距直接得到电源的电动势,保持U1为纵坐标不变,应该选用______作为横坐标作图.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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