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如图所示,竖直面内光滑弧形轨道与半径R=0.50m的光滑圆形轨道在最低端C处平滑...

如图所示,竖直面内光滑弧形轨道与半径R=0.50m的光滑圆形轨道在最低端C处平滑连接.A、B两滑块(可视为质点)用轻细绳拴接在一起,中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧.两滑块从弧形轨道上距轨道底端高h=0.80m处由静止滑下,刚滑入圆形轨道最低点C时拴接两滑块的绳断开,弹簧迅速将两滑块弹开,最终B保持静止,A恰能通过圆形轨道最高点.已知滑块A的质量mA=0.16kg,滑块B的质量mB=0.04kg,取g=10m/s2,不计空气阻力.求:
(1)A、B一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小;
(2)滑块A被弹簧弹开时的速度大小;
(3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能.

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(1)根据只有重力做功,直接根据动能定理列式求解; (2)滑块A恰好通过最高点,根据重力提供向心力求解最高点速度;再根据机械能守恒定律列式求解出最低点速度; (3)弹簧将两滑块弹开的过程动量守恒,根据动量守恒定律列式求解出B滑块的速度;然后根据能量守恒定律列式求解弹簧的弹性势能. 【解析】 (1)设滑块A和B运动到圆形轨道最低点速度为v,对滑块A和B下滑到圆形轨道最低点的过程,根据动能定理,有 (mA+mB)gh=(mA+mB)v2 解得:v=4.0m/s  (2)设滑块A恰能通过圆形轨道最高点时的速度大小为v,根据牛顿第二定律有 mAg=mA 设滑块A在圆形轨道最低点被弹出时的速度为vA,对于滑块A从圆形轨道最低点运动到最高点的过程,根据机械能守恒定律,有 mAvA2=mAg2R+mAv2 代入数据联立解得:vA=5.0 m/s (3)对于弹簧将两滑块弹开的过程,A、B两滑块所组成的系统水平方向动量守恒,设滑块B被弹出时的速度为vB,根据动量守恒定律,有 (mA+mB)v=mAvA+mBvB  解得:vB=0 设弹簧将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为Ep,对于弹开两滑块的过程,根据机械能守恒定律,有  (mA+mB)v2+Ep=mAvA2 解得:Ep=0.40J 答:(1)A、B一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小为4.0m/s; (2)滑块A被弹簧弹开时的速度大小为5.0 m/s; (3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能为0.40J.
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考点分析:
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用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势E和内阻r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线.
A.电压表V1(量程6V、内阻很大)  B.电压表V2(量程3V、内阻很大)
C.电流表A(量程3A、内阻很小)   D.滑动变阻器R(最大阻值10Ω、额定电流4A)
E.小灯泡(2A、5W)              F.电池组(电动势E、内阻r)
G.开关一只,导线若干
实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:若电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小.
(1)请将设计的实验电路图在图甲的虚线方框中补充完整.
(2)每一次操作后,同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数,组成两个坐标点(I1,U1)、(I2,U2),标到U-I坐标中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图乙所示,则电池组的电动势E=______V、内阻r=______Ω.(结果保留两位有效数字)
(3)在U-I坐标中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为______Ω(结果保留两位有效数字).
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某同学对探究“加速度与力的关系”实验进行了如下改造:在小车与悬挂钩码的细线之间加装一力传感器,如图所示,实验中力传感器可以直接显示小车所受拉力的大小.
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(1)采用力传感器测量小车所受拉力与用重物的重力代替拉力的方法相比    (填选项前的字母)
A.可以不用垫高长木板左端,使长木板水平即可
B.可以不用考虑所挂钩码的多少
C.可以不用测量钩码的质量
D.仍然要确保钩码的质量远小于小车和力传感器的总质量
(2)保持小车和力传感器的总质量不变,改变钩码的质量,测出相应的加速度a和对应的拉力F,并将数据描在如图所示的a-F图象中,请根据所描坐标点作出a-F图线.
(3)从所作的图象看出,图线不过坐标原点.要使实验图线过坐标的原点,应采取的措施是:    查看答案
(1)用游标卡尺和螺旋测微器测量一根金属丝的长度和直径,测量的结果如图所示,则此金属丝的长度L=______ mm,直径d=______ mm.
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A.物块a重力势能减少mgh
B.摩擦力对a做的功大于a机械能的增加
C.摩擦力对a做的功小于物块a、b动能增加之和
D.任意时刻,重力对a、b做功的瞬时功率大小相等
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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