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如图所示,光滑的倾斜轨道AB与粗糙的竖直放置的半圆型轨道CD通过一小段圆弧BC平...

如图所示,光滑的倾斜轨道AB与粗糙的竖直放置的半圆型轨道CD通过一小段圆弧BC平滑连接,BC的长度可忽略不计,C为圆弧轨道的最低点。一质量m=0.1kg的小物块在A点从静止开始沿AB轨道下滑,进入半圆型轨道CD。已知半圆型轨道半径R=0.2m,A点与轨道最低点的高度差h=0.8m,不计空气阻力,小物块可以看作质点,重力加速度取g=10m/s2。求:

(1)小物块运动到C点时速度的大小;

(2)小物块运动到C点时,对半圆型轨道压力的大小;

(3)若小物块恰好能通过半圆型轨道的最高点D,求在半圆型轨道上运动过程中小物块克服摩擦力所做的功。

 

(1)4m/s(2)9N(3)0.3J 【解析】 试题分析:(1)从A到C,小物块的机械能守恒。 解得:vc=4m/s (2)在C点,小物块做圆周运动。 解得:FN=9N 根据牛顿第三定律,物块对轨道的压力大小FN'=9N (3)若小物块恰好能通过圆弧轨道的最高点D,则有 物块从C到D,由动能定理得: 解得:Wf=0.3J 考点:牛顿第二定律;动能定理  
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考点分析:
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用如图所示的实验装置做 探究加速度与力、质量关系的实验:

下面列出了一些实验器材:

电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶。除以上器材外,还需要的实验器材有:__________。(多选)

A.秒表       B.天平(附砝码)

C.刻度尺(最小刻度为mm)     D.低压交流电源

实验中,需要平衡小车和纸带运动过程中所受的阻力,正确的做法是  

A.小车放在木板上,把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在不受绳的拉力时沿木板做匀速直线运动。

B.小车放在木板上,挂上砂桶,把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在砂桶的作用下沿木板做匀速直线运动。

C.小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高,调节木板的倾斜程度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。

实验中,为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力,砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是__________。这样,在改变小车上砝码的质量时,只要砂和砂桶质量不变,就可以认为小车所受拉力几乎不变。

实验中需要计算小车的加速度。如图所示,ABC为三个相邻的计数点,若相邻计数点之间的时间间隔为TAB间的距离为x1BC间的距离为x2,则小车的加速度a=__________。已知T=0.10sx1=5.90cmx2=6.46cm,则a=__________m/s2(结果保留2位有效数字)。

某小组在研究外力一定时,加速度与质量的关系时,保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量M,分别记录小车加速度a与其质量M的数据。在分析处理数据时,该组同学产生分歧:甲同学认为根据实验数据可以作出小车加速度a与其质量M的图像,如图甲,然后由图像直接得出aM成反比。乙同学认为应该继续验证a与其质量倒数是否成正比,并作出小车加速度a与其质量倒数的图像,如图乙所示。你认为同学   (选填)的方案更合理。

另一小组在研究小车质量一定时,加速度与质量的关系时,用改变砂的质量的办法来改变对小车的作用力F,然后根据测得的数据作出aF图像,如图所示。发现图像既不过原点,末端又发生了弯曲,可能原因是________

A.没有平衡摩擦力,且小车质量较大

B.平衡摩擦力时,木板的倾斜角度过大,且砂和砂桶的质量较大

C.平衡摩擦力时,木板的倾斜角度过小,且砂和砂桶的质量较大

D.平衡摩擦力时,木板的倾斜角度过小,且小车质量较大

 

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在“练习使用多用电表”的实验中,某同学用多用电表的欧姆档测量阻值约为十几k的电阻Rx

①该同学列出了以下可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆档调零旋钮,把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上:_____________。

a.将两表笔短接,调节P使表针指向欧姆零点,断开两表笔

b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔

c.旋转S至×1k位置

d.旋转S至×100位置

e.旋转S至OFF位置,并拔出两表笔

②该同学按正确的步骤测量Rx,表针位置如图所示,被测电阻Rx的阻值约为_________Ω。

 

 

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电动自行车是一种应用广泛的交通工具,其速度控制是通过转动右把手实现的,这种转动把手称“霍尔转把”,属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等,截面如图甲。开启电源时,在霍尔器件的上下面之间加一定的电压,形成电流,如图乙。随着转把的转动,其内部的永久磁铁也跟着转动,霍尔器件能输出控制车速的电压,已知电压与车速关系如图。以下关于“霍尔转把”叙述正确的是

A.为提高控制的灵敏度,永久磁铁的上、下端分别为N、S

B.按图甲顺时针转动电动车的右把手,车速将变快

C.图乙中从霍尔器件的左右侧面输出控制车速的霍尔电压

D.若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调,将影响车速控制

 

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著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验:一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动,在圆盘的中部有一个线圈,圆盘的边缘固定着一圈带负电的金属小球,如图所示。当线圈接通直流电源后,线圈中的电流方向如图中箭头所示,圆盘会发生转动。几位同学对这一实验现象进行了解释和猜测,你认为合理的是

A.接通电源后,线圈产生磁场,带电小球受到洛伦兹力,从而导致圆盘沿顺时针转动(从上向下看)

B.接通电源后,线圈产生磁场,带电小球受到洛伦兹力,从而导致圆盘沿逆时针转动(从上向下看)

C.接通电源的瞬间,线圈产生变化的磁场,从而产生电场,导致圆盘沿顺时针转动(从上向下看)

D.接通电源的瞬间,线圈产生变化的磁场,从而产生电场,导致圆盘沿逆时针转动(从上向下看)

 

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如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接。弹簧的另一端固定在墙上,并且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最低点时弹簧的长度为2L(未超过弹性限度),从圆环开始运动至第一次运动到最低点的过程中

A.弹簧对圆环的冲量方向始终向上,圆环的动量先增大后减小

B.弹簧对圆环的拉力始终做负功,圆环的动能一直减小

C.圆环下滑到最低点时,所受合力为零

D.弹簧弹性势能变化了

 

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