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在一次国际城市运动会中,要求运动员从高为H=4m的平台上A点由静止出发,沿着动摩...

在一次国际城市运动会中,要求运动员从高为H=4m的平台上A点由静止出发,沿着动摩擦因数为μ=0.2的滑道向下运动到B点后水平滑出,最后落在水池中.滑道的水平距离L大小不变,设滑道的水平距离为L=5m,B点的高度h可由运动员自由调节,A点不动,AB长度可以调整.(取g=10m/s2) 求:
(1)运动员要达到最大水平运动距离,B点的高度h应调为多大?平抛过程的最大水平距离Smax为多少?
(2)为了研究物体从B点沿光滑抛物线轨道顶端无初速下滑的运动,制做一个与第(1)中运动员平抛轨迹完全相同的光滑轨道,并将该轨道固定在与BC曲线重合的位置,让另一物体P沿该轨道无初速下滑(下滑过程中始终不会脱离轨道),则物体P通过轨道最低点C时的水平分速度和竖直分速度大小.

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(1)运动员在滑道上有重力和摩擦力做功,由动能定理可求得运动员到达B点的速度;离开滑道后,运动员做平抛运动,由平抛运动的规律求出水平距离与初速度的关系,联立得出水平距离与h的关系式,运用数学知识求得出最大水平距离及B的高度. (2)对于物体离开B点做平抛运动的过程,由运动学公式求得在C点水平速度和竖直速度的方向与实际速度方向夹角.物体P从B到C的过程中满足机械能守恒定律,根据题意,轨迹相同,在任意点它们的速度方向相同,根据机械能守恒列式,即可求解. 【解析】 (1)设斜面长度为L1,斜面倾角为α,由A运动到B过程,根据动能定理得:    解得 平抛运动过程:s=vt,               解得 当m时,s有最大值,Smax=3m. (2)对BC运动轨迹:y=gt2,t=, 所以落到C点时的竖直分速度大小是vy=. 又因水平分速度大小为vB=v=,所以物体在C点水平速度和竖直速度的方向与实际速度方向夹角都是45° 角.     物体P从B到C的过程中满足机械能守恒定律,mgh=mvc2,得vc=, 因轨迹相同,所以在任意点它们的速度方向相同,所以到C点后水平分速度和竖直分速度的大小是 vx=vy== 答: (1)运动员要达到最大水平运动距离,B点的高度h应调为1.5m,平抛过程的最大水平距离Smax为3m. (2)物体P通过轨道最低点C时的水平分速度和竖直分速度大小都是.
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考点分析:
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如图所示,一水平放置的气缸,由截面积不同的两圆筒连接而成.活塞A、B用一长为3l的刚性细杆连接,它们可以在筒内无摩擦地沿水平方向左右滑动.A、B的截面积分别为SA=2S、SB=S.A、B之间封闭着一定质量的理想气体.两活塞外侧(A的左方和B的右方)都是大气,大气压强始终保持为p.活塞B的中心连一不能伸长的细线,细线的另一端固定在墙上.当气缸内气体温度为T1=T,活塞A、B的平衡位置如图所示,此时细线中的张力为F1=0.2pS.(答案用已知量S、p、T表示)
(1)现使气缸内气体温度由初始温度T1缓慢下降至T2,T2为多少时活塞开始向右移动?
(2)继续使气缸内气体温度缓慢下降至T3,T3为多少时活塞A刚刚右移到两圆筒联接处?
(3)活塞A移到两圆筒联接处之后,维持气体温度T3不变,另外对B施加一个水平向左的推力,将两活塞慢慢推向左方,直到细线拉力重新变为F1.求此时的外加推力F2是多大.

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某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化.内阻r=40Ω的螺线管固定在铁架台上,线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接.滑动变阻器最大阻值40Ω,初始时滑片位于正中间20Ω的位置.打开传感器,将质量为m的磁铁置于螺线管正上方静止释放,磁铁上表面为N极.穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止(磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力,不发生转动),释放点到海绵垫高度差为h.计算机屏幕上显示出如图的UI-t曲线.
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(1)磁铁穿过螺线管过程中,产生第一峰值时线圈中的感应电动势约______V.
(2)(多选题)图象中UI出现前后两个峰值,对比实验过程发现,这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的,对这一现象相关说法正确的是______
    A.线圈中的磁通量变化率经历先增大后减小再增大再减小的过程
    B.如果滑片从中间向左移动时,坐标系中的两个峰值一定都会减小
    C.磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度g
    D.如果仅略减小h,两个峰值都会减小
(3)在磁铁下降h的过程中,可估算机械能转化为电能是______J.
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某组同学利用如下器材测定一种电池的电动势和内阻:
①定值电阻R,标有“XΩ,1A”;②滑动变阻器Rx,变化范围0~54Ω,额定电流1A;
③理想电流表;④理想电压表;⑤待测电池;⑥电键导线若干
(1)甲同学按如图a连接了实验线路,将滑片从某一点逐渐向左移动后,得到了表一的U、I数据,则可知电源电动势大小为______V,内阻为______Ω.
表一:
U/V5.65.45.25.0
I/A0.20.30.40.5
表二:
U/V5.4
I/A0.10.2
(2)乙同学利用相同的器材测量同一个电池,为了防止移动滑片时电源被短路,在电路中串联了定值电阻R,但在串联滑动变阻器时出错,导致将器材连成了图b的方式,将滑片从最右侧向左逐渐移动到左侧,得到了表二的U-I关系的某些数据,利用甲同学的测量结果,则定值电阻R=______Ω.这一过程中电压表的最大值是______V(保留三位有效数字).

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某小组在《用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系》实验中:
(1)(单选题)实验过程中,下列哪些操作是正确的______
实验次数压强(kPa)体积(cm3
1101.518
2112.816
3126.914
4145.012
5169.210
A.推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出
B.推拉活塞时,手可以握住整个注射器
C.压强传感器与注射器之间的连接管脱落后,应立即重新接上,继续实验
D.活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气
(2)该实验小组想利用实验所测得的数据测出压强传感器和注射器的连接管的容积,所测得的压强和注射器的容积(不包括连接管的容积)数据如下表所示:
①(单选题)为了更精确的测量也可以利用图象的方法,若要求出连接管的容积也可以画______图.
    A.p-V              B.V-p                C.p-1/V            D.V-1/p
②利用上述图线求连接管的容积时是利用图线的______
    A.斜率         B.纵坐标轴上的截距         C.横坐标轴上的截距         D.图线下的“面积”
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如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度与质量关系”的实验装置.
(1)在图示装置中,①是固定在小车上位移传感器的______部分.在该实验中采用控制变量法,保持小车所受拉力不变,即用钩码所受的重力作为小车所受拉力,为了减小实验误差,应使钩码质量尽量______些.
(2)改变小车的质量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-1/M关系图线,
①如果摩擦力不能忽略,则画出的a-1/M图线为图示中的______.(填“甲”或“乙”或“丙”)
②(单选题)该实验中某同学画出的图线中AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是______
    A.小车与轨道之间存在摩擦                B.导轨保持了水平状态
    C.所挂钩码的总质量太大                  D.所用小车的质量太大.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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