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如图,光滑半圆形轨道半径为R,水平面粗糙,弹簧自由端D与轨道最低点C距离为4R,...

如图,光滑半圆形轨道半径为R,水平面粗糙,弹簧自由端D与轨道最低点C距离为4R,一质量为m的可视为质点的小物块自圆轨道中点B由静止释放,压缩弹簧后被弹回到D点恰好静止.已知物块与水平面的动摩擦因数为0.2:重力加速度为g,弹簧始终处在弹性限度内,求:
(1)弹簧的最大压缩量和最大弹性势能
(2)现把D点右侧水平地面打磨光滑,且已知弹簧压缩时弹性势能与压缩量的二次方成正比,使小物块压缩弹簧,释放后能通过半圆轨道最高点A,压缩量至少是多少?
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(1)对小物块从B到压缩到最右端再返回到D点为研究过程,根据动能定理求出弹簧的最大压缩量.从压缩量最大位置到返回原长的过程中,弹性势能全部转化为摩擦产生的内能,根据能量守恒求出最大弹性势能. (2)根据牛顿第二定律求出通过最高点A的最小速度,抓住弹簧压缩时弹性势能与压缩量的二次方成正比,从弹簧压缩的位置到A点运用动能定理,求出压缩量的大小. 【解析】 (1)设最大压缩量为x,最大弹性势能为EP,由动能定理得  mgR-μmg(4R+2x)=0          ① 得  x=0.5R                  ② 返回过程弹性势能全部转化为摩擦产生的内能 EP=μmgx           ③ 得    EP=0.1mgR              ④ 故弹簧的最大压缩量为0.5R,最大弹性势能为0.1mgR. (2)设压缩量至少为x′,相应的弹性势能为EP′                           ⑤   mg=m                       ⑥       ⑦ 联立⑤⑥⑦解得            ⑧ 故压缩量至少是.
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考点分析:
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某同学在探究木箱与水平地面之间的摩擦情况时,做了如下实验:在水平地面上将木箱由静止开始从位置A推至另一位置B.当他用200N的水平恒力推术箱时,经10s的时间木箱被推到B点;当他用5OON的水平恒力推本箱时,经5S的时间就可将木箱推到B点.则
(1)若该同学用600N的水平恒力推木箱,经多少时间可将术箱推到B点?
(2)若该同学用600N的水平恒力推木箱,至少要作用多少时间木箱可滑到B点?
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有一待测电阻Rx(阻值约5Ω左右),实验室提供的器材有:
A.直流电流表A(0~100mA,内阻为25Ω)
B.直流电压表V(0~3V,内阻为5kΩ)
C.滑动变阻器R1(0~20Ω,1A)
D.滑动变阻器R2(0~1kΩ,0.1A)
E.电源(电动势约为3V,内阻不计)      
F.开关和若干导线
(1)若要求在实验中待测电阻两端的电压从0开始变化,滑动变阻器应选用______(填仪器代号),请在下边方框(图甲)中画出实验电路图;
(2)实验时,某同学使用的是多用电表直流电流档来测电流,示数如图乙所示(丙为指针所在区域部分的放大图),读数为______mA.
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某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:
①按图摆好实验装置,其中小车质量M=0.20kg,钩码总质量m=0.05kg.
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②释放小车,然后接通打点计时器的电源(电源频率为f=50Hz),打出一条纸带.
(1)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,如图所示.manfen5.com 满分网
把打下的第一点记作0,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d1=0.41m,d2=0.055m,d3=0.167m,d4=0.256m,d5=0.360m,d6=0.480m…,他把钩码重力(当地重力加速度g=9.8m/s2)作为小车所受合力算出打下0点到打下第5点合力做功.W=______J(结果保留三位有效数字),用正确的公式Ek=______(用相关数据前字母列式)把打下第5点时小车动能作为小车动能的改变量,算得Ek=0.125J.
(2)此次实验探究的结果,他没能得到“合力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大.通过反思,他认为产生误差的原因如下,其中正确的是______
A.钩码质量太大,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
B.没有平衡摩擦力,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C.释放小车和接通电源的次序有误,使得动能增量的测量值比真实值偏小
D.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因.
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空间存在匀强电场,有一电荷量q(q>0),质量m的点电荷从O点以速率v射入电场,运动到A点时速率为2v.现有另一电荷为q、质量m的粒子以速率2v仍从O点射入该电场,运动到B点时速率为3v.若忽略重力的影响,则( )
A.在O、A、B三点中,B点电势最高
B.在O、A、B三点中,A点电势最高
C.OA间的电势差比BO间的电势差大
D.OA间的电势差比BA间的电势差小
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质量为 m 的小车在水平恒力F推动下,从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB的水平距离为S.下列说法正确的是( )
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A.物体机械能的增加FS
B.合力对小车做的功是manfen5.com 满分网
C.推力对小车做的功是Fs-mgh
D.摩擦阻力对小车做的功是manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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