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如图所示,一轻质弹簧的一端固定于倾角为θ的光滑斜面上端,另一端系一质量为m的小球...

如图所示,一轻质弹簧的一端固定于倾角为θ的光滑斜面上端,另一端系一质量为m的小球,小球被一垂直于斜面的挡板A 挡住,此时弹簧恰好为自然长度.现使挡板A以恒定加速度a(a<gsinθ)匀加速沿斜面向下运动(斜面足够长),已知弹簧的劲度系数为k.
(1)求小球开始运动时挡板A对小球提供的弹力;
(2)求小球从开始运动到与档板分离弹簧的伸长量;
(3)问小球与档板分离后能否回到出发点?请简述理由.

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(1)小球与挡板分离前,两者加速度相同为a,根据牛顿第二定律就可求出小球刚开始运动时挡板对小球提供的弹力大小. (2)小球与挡板分离时,挡板对球作用力为零,由牛顿第二定律可求出此时弹簧伸长的长度,就等于小球的位移. (3)根据挡板的弹力做功正负,分析小球的机械能是否守恒,只有其机械能守恒才能回到出发点. 【解析】 (1)设小球受挡板的作用大小为N,刚开始时,弹簧为自然长度,对小球无作用力. 由牛顿第二定律,得    mgsinθ-N=ma, 得 N=mgsinθ-ma (2)小球与档板分离时弹力N=0,有 mgsinθ-F=ma, 得 F=mgsinθ-ma 由胡克定律得弹簧的伸长量 (3)小球再能回到出发点是不可能的.因为若小球再能回到出发点,则对于整个运动过程来说,由于挡板做负功而机械能减小,这将出现矛盾. 答:( 1 )小球刚开始运动时挡板对小球提供的弹力大小F=mgsinθ-ma. (2)小球从开始运动到与档板分离弹簧的伸长量为. (3)小球再能回到出发点是不可能的.因为若小球再能回到出发点,则对于整个运动过程来说,由于挡板做负功而机械能减小,这将出现矛盾.
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考点分析:
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如图所示,一条不可伸长的轻绳长为L,一端用手握住,另一端系一质量为m的小球.今使手握的一端在水平桌面上做半径为R,角速度为ω的匀速圆周运动,且使绳始终与半径为R的圆相切,小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动,若人手做功的功率为P,求:
(1)小球做匀速圆周运动的线速度大小;
(2)小球在运动过程中受到的摩擦力的大小.

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如图所示,一个质量可不计的活塞将一定量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形气缸内,活塞上堆放着铁砂,最初活塞搁置在气缸内壁的固定卡环上,气体柱的高度为H=10cm,气体的温度T=300K,压强为大气压强p.现对气体缓慢加热,当气体温度升高到360K时,活塞(及铁砂)开始离开卡环而上升,此后在维持温度不变的条件下缓慢取走铁砂.已知活塞的横截面积是20cm2,大气压强p为1×105 Pa,不计活塞与气缸之间的摩擦.求:
(1)最初活塞上堆放着的铁砂的质量;
(2)铁砂全部取走后活塞所能达到的高度H.

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(1)还需要的器材是       
(2)以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对    能的测量,进而转化为对        的直接测量. 
(3)为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量的关系,除以上器材外,还准备了两个轻弹簧,所有弹簧的劲度系数均不相同.试设计记录数据的表格. 查看答案
现有一种电池,它的电动势为E,约为9V,内阻约为40Ω,已知该电池允许输出的最大电流为50mA,为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验,图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑,R为电阻箱,阻值范围0-9999Ω;R是定值电阻,可防止操作不当损坏电池,起保护电路的作用.
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(1)实验室备有的定值电阻R有以下几种规格,本实验应选______
A.10Ω,2.5W     B.100Ω,1.0W
C.200Ω,1.0W    D.2000Ω,5.0W
(2)该同学接入符合要求的R后,闭合开关K,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数,计录多组数据,作出了如图乙所示的图线.则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为______V,内阻r为______Ω.(结果保留两位小数)
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用如图所示装置做“研究有固定转动轴物体平衡条件”的实验,力矩盘上各同心圆的间距相等.
(1)在用细线悬挂钩码前,以下措施中必要的是   
A.判断力矩盘是否处在竖直平面;
B.判断横杆MN是否严格保持水平;
C.判断力矩盘与转轴间的摩擦是否足够小;
D.判断力矩盘的重心是否位于盘中心.
(2)在A、B二点分别用细线悬挂钩码,M、C两点用弹簧秤连接后,力矩盘平衡(如图所示),已知每个钩码所受的重力为0.49N,则由力矩平衡条件可推算出弹簧秤的示数为    N(已知弹簧秤的最小刻度是0.1N).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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