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如图所示,水平轨道上,轻弹簧左端固定,自然状态时右端位于P点.现用一质量m=0....

如图所示,水平轨道上,轻弹簧左端固定,自然状态时右端位于P点.现用一质量m=0.1kg的小物块(视为质点)将弹簧压缩后释放,物块经过P点时的速度v=18m/s,经过水平轨道右端Q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的圆轨道,最后滑上质量M=0.9kg的长木板(木板足够长,物块滑上去不会从木板上掉下来).已知PQ间的距离l=1m,竖直半圆轨道光滑且半径R=1m,物块与水平轨道间的动摩擦因数µ1=0.15,与木板间的动摩擦因数µ2=0.2,木板与水平地面间的动摩擦因数µ3=0.01,取g=10m/s2
(1)判断物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动;
(2)求木板滑行的最大距离x.

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(1)由牛顿第二定律求得物块在PQ上运动的加速度,根据运动学公式求得进入轨道的速度,在Q点根据牛顿第二定律求得对轨道的压力,只要压力大于等于0就能沿轨道运动,否则不能. (2)根据机械能守恒求出滑上木板的速度,根据牛顿第二定律求出滑上木板的加速度,再根据运动学公式求出位移. 【解析】 (1)物块在PQ上运动的加速度 a1=-µ1g=-1.5m/s2  进入圆周轨道时的速度为v v2-v2=2a1l  得v2=v2+2a1l=321 m2/s2 设物块刚离开Q点时,圆轨道对物块的压力为FN, 根据牛顿定律,有FN+mg=m FN=m-mg=31.1N>0 故物块能沿圆周轨道运动 (2)物块滑上木板时的速度为v1 根据机械能守恒有 mv2+mg•2R=mv12 得v1=19m/s 物块滑上木板时的加速度为a2 根据牛顿第二定律有 a2=-µ2g=-2m/s2 木板的加速度位a3 µ2mg-µ3(m+M)g=Ma3 =m/s2 设物块滑上木板经过时间t二者共速, v1+a2t=a3t  得t=9s 这时木板的位移s1=a3t2=4.5m 它们的共同速度v2=a3t=1m/s 物块和木板一起减速的加速度a4=-µ3g=-0.1m/s2 它们减速运动的位移s2==5m x=s1+s2=9.5m  答:(1)物块能沿圆周轨道运动; (2)木板滑行的最大距离x为9.5m.
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考点分析:
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如图所示,质量为m、电荷量为q的带电粒子,沿与水平面成θ=60°的方向匀速运动,进入垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域后,从水平金属板M左端下边缘附近水平射出磁场,进入两平行金属板M、N间,恰好从N板右边缘飞出.已知匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,两带电极板M、N长为l,间距为d,板间电压为U,不计粒子重力.
(1)分析判断极板M带正电还是带负电?
(2)求粒子在磁场中运动的速度大小;
(3)求粒子进入磁场时的入射点与离开磁场时的出射点之间的距离.

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要测量电压表V1的内阻r.现有如下器材:
A.待测电压表V1(量程3V,内阻约几千欧)
B.电压表 V2(量程15V,内阻约30kΩ )
C.定值电阻 R(3.0kΩ)
D.滑动变阻器R1(0~10Ω)
E.直流电源E(电动势约9V,内阻约2Ω)
F.开关S及导线若干.
(1)因为所给V1、V2的内阻及定值电阻R都很大,即使它们并联所得电阻也很大,故最大值为10Ω的滑动变阻器在电路中必须使用    接法(填“分压”或“限流”)才能对电路起到控制作用;
(2)待测电压表V1两端的电压值可以由V1的示数直接读出,通过V1的电流因缺少电流表而不能直接测量,但可以借助题中给出的定值电阻R、电压表V2间接测出.为了测出通过V1的电流,甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示三种电路,其中合理的是    同学设计的电路.
(3)画出测量电压表V1内阻r的完整的实验电路图;
(4)用已知量和直接测得量表示电压表V1内阻的表达式r=    ;式中各直接测得量的意义是:   
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在科学探究活动中,对实验数据进行分析归纳得出结论是非常重要的环节.下面表格中记录的是物体作直线运动中测得的位移x和对应时刻t的数据.
时刻t/s0.891.241.521.761.97
位移x/m0.250.500.751.001.25
t2/s20.791.542.313.103.88
某同学将上表中时刻与位移数据进行对比分析,发现位移成倍增加但所用时间不是成倍增加,即x与t不是正比关系,于是他猜想x与t2可能是正比关系.为验证他猜想的正确性,请在坐标纸上作出x-t2图线;如果他的猜想正确,请由图线求出x与t2间的关系式,并写在横线上:(斜率取2位有效数字).
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某同学采用manfen5.com 满分网圆弧轨道做平抛运动实验,其部分实验装置如图甲所示.实验时,先调整轨道末端B的切线水平,然后让质量m=0.1kg的小球(视为质点)从轨道顶端的A点由静止释放.图乙是小球做平抛运动的频闪照片,照片中每个正方形小格的边长代表的实际长度为4.85cm.已知闪光频率是10Hz.则:
(1)当地的重力加速度g=    m/s2;
(2)小球在轨道末端B点的速度v=    m/s(两问均保留2位有效数字).
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如图所示,导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上,圆环通过电刷与导线c、d相接.c、d两个端点接在匝数比n1:n2=10:1的变压器原线圈两端,变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B,方向竖直向下,导体棒ab长为l(电阻不计),绕与ab 平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO'以角速度ω匀速转动.如果变阻器的阻值为R时,通过电流表的电流为I,则( )
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A.变阻器上消耗的功率为P=10I2R
B.变压器原线圈两端的电压U1=10IR
C.取ab在环的最低端时t=0,则棒ab中感应电流的表达式是i=manfen5.com 满分网Isinωt
D.ab沿环转动过程中受到的最大安培力F=manfen5.com 满分网BIl
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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