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如图所示,具有一定初速度的物块,沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动的过程中,受一恒...

如图所示,具有一定初速度的物块,沿倾角为30°的粗糙斜面向上运动的过程中,受一恒定的沿斜面向上的拉力F作用,这时物块的加速度大小为4 m/s2,方向沿斜面向下,那在物块向上运动过程中,正确的说法是(   )

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A.物块的机械能一定增加

B.物块的机械能一定减小

C.物块的机械能可能不变

D.物块的机械能可能增加也可能减小

 

A 【解析】 试题分析: ①假设斜面光滑,则上滑过程仅有重力做功,机械能守恒。(斜面支持力与位移方向垂直不做功) 此时,沿斜面方向:F合=mgsin30°=ma,解得加速度为gsin30°=5 ②现在斜面粗糙,且有牵引力,则上滑过程除重力外还有牵引力和摩擦力做功,所以机械能的变化取决于牵引力做的功和摩擦力做的功谁大。 此时,沿斜面方向:F合=mgsin30°+μmgcos30°-F=ma=4m  可得牵引力F大于摩擦力μmgcos30°;同时,牵引力和摩擦力都是沿斜面方向的,因而位移大小相等;所以牵引力做功(正功)>摩擦力做功(负功)。所以机械能增加,A选项正确。 考点:本题考查牛顿第二定律、机械能守恒等知识,意在考查学生对机械能守恒的理解。
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考点分析:
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一吊篮悬挂在绳索的下端放在地面上,某人站在高处将吊篮由静止开始竖直向上提起,运动过程中,吊篮的机械能与位移的关系如图所示,其中满分5 manfen5.com段图像为直线,满分5 manfen5.com段图像为曲线,满分5 manfen5.com段图像为水平直线,则下列说法正确的是:(    )

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A、在满分5 manfen5.com过程中,吊篮所受的拉力均匀增大

B、在满分5 manfen5.com过程中,吊篮的动能不断增大

C、吊篮在满分5 manfen5.com处的动能可能小于满分5 manfen5.com处的动能

D、在满分5 manfen5.com过程中,吊篮受到的拉力等于重力

 

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(16分)如图所示装置由加速电场、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场处在加有电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板之间,匀强磁场水平宽度为l,竖直宽度足够大,处在偏转电场的右边,如图甲所示。大量电子(其重力不计)由静止开始,经加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场。当两板没有加电压时,这些电子通过两板之间的时间为2t0,当在两板间加上如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时,所有电子均能通过电场,穿过磁场,最后打在竖直放置的荧光屏上(已知电子的质量为m、电荷量为e)。求:

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(1)如果电子在t=0时刻进入偏转电场,求它离开偏转电场时的侧向位移大小;

(2)通过计算说明,所有通过偏转电场的电子的偏向角(电子离开偏转电场的速度方向与进入电场速度方向的夹角)都相同。

(3)要使电子能垂直打在荧光屏上,匀强磁场的磁感应强度为多少?

 

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(10分)如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行光滑导轨PQ、MN,其电阻不计,间距d=0.5m,P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B0=0.2T的匀强磁场中,两金属棒L1、L2平行地搁在导轨上,其电阻均为r=0.1Ω,质量分别为M1=0.3kg和M2=0.5kg。固定棒L1,使L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由静止开始运动。试求:

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(1) 当电压表读数为U=0.2V时,棒L2的加速度为多大;

(2)棒L2能达到的最大速度vm.

 

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(16分)如图所示,均匀光滑直杆AB长为L,可绕光滑固定转轴O转动,O距B点L/3处。在水平杆的另一端A下摆经过的轨迹上安装光电门,用来测量A端的瞬时速度vA,光电门测量位置和转轴O的高度差h可以调节,有一质最为m的小球套在光滑杆上,重力加速度g取10m/s2

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⑴若杆的质量忽略不计,小球固定在杆OA的中点处,由静止释放杆,请写出光电门测量到的速度vA与高度差h的关系式;

⑵实际情况下杆的质量M不能忽略,拿走小球后重复实验,得到了如图所示的满分5 manfen5.com与h关系图线.请写出杆绕O点转动时的动能Ek与vA的关系式;

⑶若杆的质量M=3kg,小球m=2kg固定在杆OA的中点处,将杆由水平位置静止释放,请根据计算分析在图丙中画出满分5 manfen5.com与h关系图线。

 

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(15分)如图所示,质量为M=2kg的木板B静止在光滑水平面上,质量为m=1kg可视为质点的木块A以水平速度v0=2m/s从右端向左滑上木板,木块与木板间的动摩擦因数为μ=0.5,此时有一水平向右的力F=10N作用在长木扳上,g取10m/s2

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⑴求开始时木块A和木板B各自的加速度大小;

⑵若木板足够长,求从木块滑上木板到木块和木板速度相等所经历的时间;

⑶要使木块不从木板上滑落,求木板的最小长度。

 

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