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图甲是一台打桩机的简易模型,桩柱B静止在水平地面,重锤A在绳子拉力F作用下从桩柱...

图甲是一台打桩机的简易模型,桩柱B静止在水平地面,重锤A在绳子拉力F作用下从桩柱上端由静止上升,当重锤上升4.2m时,撤去拉力F,重锤继续上升0.8m后自由下落,并与桩柱撞击,撞击后将桩柱打入地下一定深度。已知重锤的质量m=42kg、桩柱的质量M=168kg。重锤上升过程中其动能随上升高度的变化规律如图乙所示,重锤和桩柱撞击时间极短,滑轮离地足够高,不计空气阻力和滑轮的摩擦,重力加速度g=10m/s2。试求:

(1)重锤从最高点落回B处的时间和速度大小;

(2)撤去拉力F前,拉力F做功的平均功率;

(3)若桩柱向下运动的过程中受到的阻力是重锤和桩柱总重量的1.5倍,求桩柱被打入地下的深度。

 

(1), (2) (3) 【解析】(1)重锤上升的最大高度为 根据自由落体运动的规律可得 重锤落回到B时的速度 解得,t=1s (2)撤去拉力前,重锤匀加速上升,由动能定理可得 又有, ,解得 (3)重锤与桩柱碰撞的过程中,由动量守恒定律可得 由动能定理可得 解得h=0.4m  
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考点分析:
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如图所示,PQMN是两根间距为L的光滑水平长直导轨,PM之间连接一个阻值为R的定值电阻,一个长为L、质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放在导轨上,整个装置处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B

(1)现在金属棒ab上作用一个大小为F的水平恒力,使其沿导轨运动,求ab棒最大速度的大小;

(2)若在金属棒ab上作用一个水平力F’,使金属棒ab沿导轨由静止做加速度为a的匀加速直线运动,求水平力F’与时间t的函数关系式,并在所给坐标系中大致作出F’与时间t的函数图像。

 

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要测绘一个标有“3V  0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,提供的的器材有:

电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω):电流表(量程为0~250mA,内阻约5Ω);电压表(量程为0~3V,内限约3kΩ);滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A);电键一个、导线若干。

(1)要求电压从零开始调节,请在方框内画出实验电路图_______

(2)用某次实验的结果测出小灯泡发光时的电阻值,由于存在系统误差,测量结果将偏____(选填“大”或“小”);

(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。若将这个小灯泡接到电动势为1.5V、内阻为5Ω的电源两端,请在图中作出该电源供电时路端电压和电流的关系图像,依据图像可求出小灯泡消耗的功率是_______________W。

 

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图为验证动量守恒定律的实验装置,两个带有等宽遮光条的滑块AB的质量分别为mAmB,在AB间锁定一压缩的轻弹簧,将其置于气垫导轨上。已知ACBD的距离相等,遮光条的宽度为d。接通充气开关,解除弹簧的锁定,弹簧将两物体沿相反方向弹开,光电门CD记录下两遮光条通过的时间分别为t1t2

(1)本实验需要调节气垫导轨水平,调节方案是_________________________________

(2)调节导轨水平后进行实验,若有关系式____________________________________,则说明该实验动量守恒。

(3)某次实验未接通充气开关,锁定时弹簧压缩的长度不变,光电门CD记录下两遮光条通过的时间分别为t3t4,两滑块与导轨间的动摩擦因数相同,若要测出该动摩擦因数,还需要测量的量是________________________________________________________________

 

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如图所示,一托盘托着一个物体m一起在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动,AC分别是轨迹圆的最低点和最高点,B与轨迹圆心等高。下面说法正确的是

A. 物体mB处受到的摩擦力最大

B. 物体mC处受到的支持力最小

C. AB运动过程中,物体m受到的摩擦力和支持力均增大

D. BC运动过程中,物体m受到的摩擦力和支持力均减小

 

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如图所示,MN两点处于水平匀强电场E中的一条电场线上,线段PM两点连线和电场线垂直。一带电粒子沿与电场线成某一定角度的方向由M点进入电场,另一相同的带电粒子沿垂直电场方向从N点进入电场,两粒子以相同初速率v0进入电场,并能通过P点,若粒子只受电场力作用,粒子速度方向在PMN平面内,下面说法正确的是

A. 两个粒子均做匀变速运动

B. 运动过程中,两个粒子的电势能均一直减小

C. 通过P点时,两个粒子的速度大小可能相等

D. 两个粒子运动到P点所需的时间一定不相等

 

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