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如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管...

如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向,AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧.投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定,在弹簧上端放置一粒鱼饵,解除锁定,弹簧可将鱼饵弹射出去.设质量为m的鱼饵到达管口C时,对管壁的作用力恰好为零.不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定和解除锁定时,均不改变弹簧的弹性势能.已知重力加速度为g.求:
(1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1
(2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep
(3)已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′.在90°角的范围内来回缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在manfen5.com 满分网到m之间变化,且均能落到水面.持续投放足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?

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(1)鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供,有牛顿第二定律列出向心力的方程,速度可求. (2)不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,所以鱼饵增加的机械能都是弹簧做功的结果,由功能关系知道弹簧具有的弹性势能等于鱼饵增加的机械能. (3)分别求出质量是m和的鱼饵离开C时的速度,再利用平抛运动规律求出落到水平面到转轴之间的距离,转轴转过90°时,鱼饵在水平面形成两个圆面积,中间夹的环形面积即为所求. 【解析】 (1)质量为m的鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力,完全由重力提供, 则…① 由①式解得:…② (2)从弹簧释放到最高点C的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能,由系统的机械能守恒定律有 …③ 由②③式解得:Ep=3mgR…④ (3)不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响,质量为m的鱼饵离开管口C后做平抛运动, 设经过t时间落到水面上,离OO'的水平距离为x1,由平抛运动规律有: …⑤ x1=v1t+R…⑥ 由⑤⑥式解得:x1=4R…⑦ 当鱼饵的质量为时,设其到达管口C时速度大小为v2,由机械能守恒定律得: …⑧ 由④⑧式解得:…⑨ 质量为的鱼饵落到水面上时,设离OO'的水平距离为x2,则 x2=v2t+R…⑩ 由⑤⑨⑩式解得:x2=7R 鱼饵能够落到水面的最大面积 答:(1)鱼饵到达管口C时的速度大小; (2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep=3mgR;     (3)鱼饵能够落到水面的最大面积.
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考点分析:
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一端开口的U形管内由水银柱封有一段空气柱,大气压强为76cmHg,当气体温度为27°C时空气柱长为8cm,开口端水银面比封闭端水银面低2cm,如图所示,求:
(1)当气体温度上升到多少°C时,空气柱长为10cm?
(2)若保持温度为27°C不变,在开口端加入多少长的水银柱能使空气柱长为6cm?

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如图所示,两平行金属板带等量异号电荷,两板间距离为d,与水平方向成α角放置,一电量为+q、质量为m的带电小球恰沿水平直线从一板的端点向左运动到另一板的端点,求:
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(2)小球静止起从一板到达另一板所需时间.

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某小组利用如下装置研究“一定质量气体在温度不变时,压强与体积的关系”.
△p/×105pa0.110.250.430.67
V/mL109876
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并根据数据作出△p-manfen5.com 满分网图象.
试问:
(1)在实验过程中,每次气体的状态调整后,都要等一会儿再记录数据,这是为什么?______
(2)在实验分析时,根据作出的图象可以得到图象与△p轴的交点,其纵坐标为______Pa,并可以求得外部气体压强的值为______Pa.
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某同学在探究规格为“6V,3W”的小电珠伏安特性曲线实验中:
(1)在小电珠接入电路前,使用多用电表直接测量小电珠的电阻,则应将选择开关旋至______档进行测量.
(2)该同学采用如图甲所示的电路进行测量.图中R为滑动变阻器(阻值范围0-20Ω,额定电流1.0A),L为待测小电珠,manfen5.com 满分网为电压表(量程6V,内阻20kΩ),manfen5.com 满分网为电流表(量程0.6A,内阻1Ω),E为电源(电动势8V,内阻不计),S为开关.
①.在实验过程中,开关S闭合前,滑动变阻器的滑片P应置于最______端.(填“左”或“右”)
②.在实验过程中,已知各元器件均无故障,但闭合开关S后,无论如何调节滑片P,电压表和电流表的示数总是调不到零,其原因是______点到______点的导线没接好,(图甲中的黑色小圆点表示接线点,并用数字标记,空格中请填写图甲中的数字,如“2”点到“3”点的导线)
③.该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示,则小电珠的电阻随工作电压的增大而______(填:“不变”、“增大”或“减小”)

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某研究性学习小组进行了如下实验:如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体R.将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与Y轴重合,在R从坐标原点以速度v=3cm/s匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动.同学们测出某时刻R的坐标为(4,6),此时R的速度大小为    cm/s,R在上升过程中运动轨迹的示意图是    .(R视为质点)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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