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“头脑风暴法”是一种培养学生创新思维能力的方法.某学校的一个“头脑风暴实验研究小...

“头脑风暴法”是一种培养学生创新思维能力的方法.某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”,以“保护鸡蛋”为题,要求制作一个装置,让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不会摔坏.如果没有保护,鸡蛋最多只能从0.1m的高度落到地面而不会摔坏.一位同学设计了如图所示的装置来保护鸡蛋,用A、B两块粗糙的夹板夹住鸡蛋,鸡蛋下端离装置下端的距离为x=0.45m,夹板A和B与鸡蛋之间的滑动摩擦力都为鸡蛋重力的5倍.现将该装置从距地面某一高度由静止释放,装置在下落过程中始终保持竖直状态,与地面作用时间极短,落地后没有反弹.取g=10m/s2.求:
(1)鸡蛋如果不会摔坏,直接撞击地面的最大速度v;
(2)如果使用该保护装置,鸡蛋落地后不会摔坏,该装置由静止释放时其下端离地面的最大高度H;
(3)为了使该装置从更高的地方由静止释放,鸡蛋落地后不会摔坏,请你至少提供一种可行而又简单的方法.

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没有保护装置鸡蛋做自由落体运动,应用高度关系直接求出速度;保护装置有10倍于重力的阻力对鸡蛋做负功,如果末速度仍然是1.5m/s,那么高度H应该大大提高,整个过程应用动能定理求出重力做功的距离H. 【解析】 (1)没有保护时,鸡蛋自由下落而不会摔坏,由动能定理得: =1.41m/s                                 (2)在装置开始下落到着地过程,对鸡蛋应用机械能守恒定律得:                                  在装置着地到鸡蛋撞地过程,对鸡蛋应用动能定理得:                  又因为f=5mg 所以可得:H=4.15m (3)为了使该装置从更高的地方由静止释放,鸡蛋落地后不会摔坏,可以通过根据动量定理延长作用时间获得撞击时的作用力. 答:(1)鸡蛋如果不会摔坏,直接撞击地面的最大速度v=1.41m/s; (2)如果使用该保护装置,鸡蛋落地后不会摔坏,该装置由静止释放时其下端离地面的最大高度H=4.15m; (3)为了使该装置从更高的地方由静止释放,鸡蛋落地后不会摔坏,根据动量定理通过延长着地时间实现减小冲击力实现.
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考点分析:
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②用秒表测量单摆的周期.当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=0,单摆每经过最低点记一次数,当数到n=60时秒表的示数如图2所示,该单摆的周期是T=    s(结果保留三位有效数字).
③测量出多组周期T、摆长L数值后,画出T2-L图象如图2,此图线斜率的物理意义是   
A.g     B.manfen5.com 满分网      C.manfen5.com 满分网      D.manfen5.com 满分网
④与重力加速度的真实值比较,发现测量结果偏大,分析原因可能是   
A.振幅偏小  B.在单摆未悬挂之前先测定其摆长
C.将摆线长当成了摆长  D.开始计时误记为n=1
⑤该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度.他采用的方法是:先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1,然后把摆线缩短适当的长度△l,再测出其振动周期T2.用该同学测出的物理量表达重力加速度为g=   
(2)(8分)有一个小灯泡上标有“4.8V  2W”的字样,现在测定小灯泡在不同电压下的电功率,并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U 2的关系曲线.有下列器材可供选用:
A.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ)   B.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω)   D.定值电阻R1=3kΩ     E.定值电阻R2=15kΩ           F.滑动变阻器R(10Ω,2A)  G.学生电源(直流6V,内阻不计)    H.开关、导线若干
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②为减小实验误差,并要求从零开始多测几组数据,请在图4的方框内画出满足实验要求的电路图;
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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