如图所示,半径为R的光滑半圆形轨道CDE在竖直平面内与光滑水平轨道AC相切于C点,水平轨道AC上有一轻质弹簧,弹簧左端连接在固定的挡板上,弹簧自由端B与轨道最低点C的距离为4R,现用一个小球压缩弹簧(不拴接),当弹簧的压缩量为l时,释放小球,小球在运动过程中恰好通过半圆形轨道的最高点E;之后再次从B点用该小球压缩弹簧,释放后小球经过BCDE轨道抛出后恰好落在B点,已知弹簧压缩时弹性势能与压缩量的二次方成正比,弹簧始终处在弹性限度内,求第二次压缩时弹簧的压缩量。
如图甲所示,用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈,现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态,已知金属圈的质量为m=0.1kg,半径为r=0.1m,导线单位长度的阻值为ρ=0.1Ω/m,.金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示.金属圈下半部分在磁场外.已知从t=0时刻起,测得经过10s丝线刚好被拉断。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)导体圆中感应电流的大小及方向;
(2)丝线所能承受的最大拉力F;
(3)此过程中金属圈中产生的焦耳热Q.
如图所示,木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变,当θ=30°时,可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以大小恒定的初速率v0的速度沿木板向上运动,随着θ的改变,小物块沿木板向上滑行的距离x将发生变化,重力加速度为g。
(1)求小物块与木板间的动摩擦因数;
(2)当θ角为何值时,小物块沿木板向上滑行的距离最小,并求出此最小值。
一细而均匀的导电材料,截面为同心圆环,如图1所示,此材料长约3 cm,电阻约为100 Ω,已知这种材料的电阻率为ρ.欲测量该样品的内径,但内径太小,无法直接测量.现提供以下 实验器材
A.20分度的游标卡尺;
B.螺旋测微器;
C.电流表A1(量程50 mA,内阻r1=100 Ω);
D.电流表A2(量程100 mA,内阻r2约为40 Ω);
E.滑动变阻器R1(0~10 Ω,额定电流2 A);
F.直流电源E(电动势为12 V,内阻很小);
G.上述导电材料R2(长约为3 cm,电阻约为100 Ω);
H.开关一只,导线若干.
请用上述器材设计一个尽可能精确地测量该样品内径d的实验方案,回答下列问题:
(1)用游标卡尺测得该样品的长度如图2所示,其示数L=________cm,用螺旋测微器测得该样品的外直径如图3所示,其示数D=________mm.
(2)在所给的方框中画出设计的实验电路图,并标明所选择器材的物理量符号.
(3)用已知的物理量和所测得的物理量的符号表示样品的内直径=________.
如图1所示,为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图.钩码的质量为m1,小车和砝码的质量为m2,重力加速度为g.
(1)下列说法正确的是 .
A.每次在小车上加减砝码时,应重新平衡摩擦力
B.实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源
C.本实验m2应远小于m1
D.在用图象探究加速度与质量关系时,应作a﹣图象
(2)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,测得F=m1g,作出a﹣F图象,他可能作出图2中 (选填“甲”、“乙”、“丙”)图线.此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是 .
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
(3)实验时,某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤,若轨道水平,他测量得到的a﹣图象,如图3.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,则小车与木板间的动摩擦因数μ= ,钩码的质量m1= .
(4)实验中打出的纸带如图4所示.相邻计数点间的时间是0.1s,由此可以算出小车运动的加速度是 m/s2.
如图所示,光滑固定的竖直杆上套有小物块 a,不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块 a 和小物块 b,虚线 cd 水平.现由静止释放两物块,物块 a 从图示位置上升,并恰好能到达c处.在此过程中,若不计摩擦和空气阻力,下列说法正确的是( )
A.物块 a 到达 c 点时加速度为零
B.绳拉力对物块 a 做的功等于物块 a 重力势能的增加量
C.绳拉力对物块 b先做负功后做正功
D.绳拉力对物块 b 做的功在数值上等于物块 b机械能的减少量