(14分)如图所示,绝缘的水平桌面上方有一竖直方向的矩形区域,该区域是由三个边长均为L的正方形区域ABFE、BCGF和CDHG首尾相接组成的,且矩形的下边EH与桌面相接。三个正方形区域中分别存在方向为竖直向下、竖直向上、竖直向上的匀强电场,其场强大小比例为1∶1∶2。现有一带正电的滑块以某一初速度从E点射入场区,初速度方向水平向右,滑块最终恰从D点射出场区。已知滑块在ABFE区域所受静电力和所受重力大小相等,桌面与滑块之间的动摩擦因数为0.125,重力加速度为g,滑块可以视作质点。求:
(1)滑块进入CDHG区域时的速度大小v0;
(2)滑块在ADHE区域运动的总时间。
(14分)如图所示,光滑绝缘的圆形轨道BCDG位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中。现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为mg,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g。求:
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,求滑块到达与圆心O等高的C点时的速度大小;
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时对轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小.
(10分)如图所示,一固定的足够长的粗糙斜面与水平面夹角θ=30º。一个质量m=1kg的小物体(可视为质点),在F=10 N的沿斜面向上的拉力作用下,由静止开始沿斜面向上运动。已知斜面与物体间的动摩擦因数,取。试求:
(1)物体在拉力F作用下运动的加速度a1;
(2)若力F作用1.2 s后撤去,物体在上滑过程中距出发点的最大距离s;
(8分)如图为验证小球做自由落体运动时机械能守恒的装置图,图中O点为释放小球的初始位置,A、B、C、D各点为固定速度传感器的位置,A、B、C、D.O各点在同一竖直线上。
(1)已知当地的重力加速度为g,则要完成实验,还需要测量的物理量是________。
A.小球的质量m
B.小球下落到每一个速度传感器时的速度v
C.各速度传感器与O点之间的竖直距离h
D.小球自初始位置至下落到每一个速度传感器时所用的时间t
(2)作出v2h图像,由图像算出其斜率k,当k=______时,可以认为小球在下落过程中机械能守恒。
(3)写出对减小本实验误差有益的一条建议:_______________________________________
(6分)某同学利用如图所示的装置探究功与速度变化的关系。
(1)小物块在橡皮筋的作用下弹出,沿光滑水平桌面滑行,之后平抛落至水平地面上,落点记为M1;
(2)在钉子上分别套上2条、3条、4条……同样的橡皮筋,使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致,重复步骤(1),小物块落点分别记为M2、M3、M4……;
(3)测量相关数据,进行数据处理。
①为求出小物块从桌面抛出时的动能,需要测量下列物理量中的
(填正确答案标号,g已知)。
A.小物块的质量m
B.橡皮筋的原长x
C.橡皮筋的伸长量Δx
D.桌面到地面的高度h
E.小物块抛出点到落地点的水平距离L
②将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W1、W2、W3、……,小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L1、L2、L3、……。若功与速度的平方成正比,则应以W为纵坐标、 为横坐标作图,才能得到一条直线。
③由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略,则由此引起的误差属于 。(填“偶然误差”或“系统误差”)。
如图所示,水平路面上有一辆质量为M的汽车,车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢,在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中,下列说法正确的是( )
A.人对车的推力F做的功为FL
B.人对车做的功为maL
C.车对人的作用力大小为ma
D.车对人的摩擦力做的功为(F+ma)L