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风洞实验室中可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力.如图所示为某风洞里模拟做实...

风洞实验室中可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力.如图所示为某风洞里模拟做实验的示意图.一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为30°.现小球在F=20N的竖直向上的风力作用下,从A点静止出发沿直杆向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数.试求:

(1)小球运动的加速度a1

(2)若F作用1.2s后撤去,小球上滑过程中距A点最大距离Xm

(3)若从撤去风力F开始计时,小球经多长时间将经过距A点上方为2.25m的B点.

 

(1) a1=2.5 m/s2,方向沿杆向上 (2) Xm= 2.4m (3)t=0.75s 【解析】(1)在风力F作用时有: (F﹣mg)sin30°﹣μ(F﹣mg)cos30°=ma1 a1=2.5 m/s2,方向沿杆向上 (2)F作用1.2s时小球速度v=a1t1=3 m/s 小球的位移 撤去力F后,小球上滑时有: mgsin30°+μmgcos30°=ma2 a2=7.5 m/s2 因此小球上滑时间 上滑位移 则小球上滑的最大距离为sm=s1+s2=2.4m (3)在上滑阶段通过B点: SAB﹣s1=v1 t3﹣ 通过B点时间t3=0.2 s,另t3=0.6s (舍去) 小球返回时有: mgsin30°﹣μmgcos30°=ma3 a3=2.5 m/s2 小球由顶端返回B点时有: sm﹣SAB= 通过通过B点时间t2+t4= ≈0.75s  
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考点分析:
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(1)一矿区的重力加速度偏大,某同学“用单摆测定重力加速度”实验探究该问题。

①用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为990.8mm,用10分度的游标卡尺测得摆球的直径如图所示,摆球的直径为_________mm。

②把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放,使单摆在竖直平面内摆动,用秒表测出单摆做50次全振动所用的时间,秒表读数如图所示,读出所经历的时间,单摆的周期为______s。

③测得当地的重力加速度为__________m/s2。(保留3位有效数字)

(2)从下表中选出适当的实验器材,设计一个电路来测量电流表 A1的内阻 r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据。

①在虚线方框中画出电路图,标明所用器材的代号。

②若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1_____。式中各符号的意义是:_________

 

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如图,MN是匀强磁场中的一块薄金属板,带电粒子(不计重力)在匀强磁场中运动并穿过金属板(粒子速率变小),虚线表示其运动轨迹,由图知(  )

A. 粒子带正电

B. 粒子运动方向是abcde

C. 粒子运动方向是edcba

D. 粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长

 

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在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,线圈所围的面积为0.1 m2,线圈电阻为1。规定线圈中感应电流I的正方向从上往下看是顺时针方向,如图甲所示。磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。则以下说法正确的是(   )

A. 在时间0~5s内,I的最大值为0.1A

B. 在第4s时刻,I的方向为逆时针方向

C. 前2s内,通过线圈某截面的总电荷量为0.01C

D. 第3s内,线圈的发热功率最大

 

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如图所示,边长为L、总电阻为R的正方形线框abcd置在光滑水平桌面上,其bc边紧靠磁感强度为B、宽度为2L、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘。现使线框以初速度v0匀加速通过磁场,下列图线中能定性反映线框从进入到完全离开磁场的过程中,线框中的感应电流的变化的是(   )

A.     B.     C.     D.

 

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水平放置的平行板,上板带负电,下板带正电,间距离为d。一个带正电的液滴带电量为q,质量为m,从上板边缘射入电场,沿直线从下板边缘射出,下列说法中错误的是(    )

A. 液滴做的是匀速直线运动

B. 液滴做的是匀减直线运动

C. 两板的电势差大小为mgd/q

D. 液滴的电势能增加了mgd

 

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