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如图所示,内壁粗糙、半径R=0.4 m的四分之一圆弧轨道AB在最低点B与光滑水平...

如图所示,内壁粗糙、半径R=0.4 m的四分之一圆弧轨道AB在最低点B与光滑水平轨道BC相切.另一质量m2=0.2 kg的小球b左端连接一轻质弹簧,静止在光滑水平轨道上,质量m1=0.2 kg的小球a自圆弧轨道顶端由静止释放,运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力为小球a重力的2倍.忽略空气阻力,重力加速度g= 10 m/s2.求:

(1)小球a由A点运动到B点的过程中,摩擦力做的功Wf;

(2)小球a通过弹簧与小球b相互作用的过程中,弹簧的最大弹性势能Ep

(3)小球a通过弹簧与小球b相互作用的整个过程中,弹簧对小球b的冲量I.

 

(1);(2);(3) 【解析】试题分析:(1)小球由释放到最低点的过程中,根据动能定理: …① 小球在最低点,根据牛顿第二定律: …② 由①②联立可得: …③ (2)小球a与小球b通过弹簧相互作用,达到共同速度过程中,由动量关系: …④ 由能量转化和守恒: …⑤ 由④⑤联立可得: …⑥ (3)小球a与小球b通过弹簧相互作用的整个过程中,a后来速度为,b后来速度为,由动量关系: …⑦ 由能量转化和守恒: …⑧ 根据动量定理有: …⑨ 由⑦⑧⑨联立可得: 。 考点:动能定理、牛顿第二定律 【名师点睛】该题重点是动量守恒和能量转化与守恒的应用,动量守恒的应用要注意速度的方向性,在物体碰撞过程中要注意判定碰撞之后速度是同向还是反向,以此来确定好动量守恒公式中速度的正负号。  
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考点分析:
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如图所示,在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场,一质量为m,带电量为+q的粒子(重力不计)经过电场中坐标为(3L,L)的P点时的速度大小为V0.方向沿x轴负方向,然后以与x轴负方向成45°角进入磁场,最后从坐标原点O射出磁场求:

(1)匀强电场的场强E的大小;

(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;

(3)粒子从P点运动到原点O所用的时间.

 

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如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MNPQ固定在竖直平面内,两导轨间的距离为L,导轨间连接一个定值电阻,阻值为R,导轨上放一质量为m,电阻为的金属杆ab,金属杆始终与导轨连接良好,其余电阻不计,整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向里。重力加速度为g,现让金属杆从虚线水平位置处由静止释放。

(1)求金属杆的最大速度vm

(2)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中,金属杆下落的位移为x,经历的时间为t,为了求出电阻R上产生的焦耳热Q,某同学做了如下解答:

  ①

  ②

  ③

联立①②③式求解出Q

请判断该同学的做法是否正确;若正确请说明理由,若不正确请写出正确解答。

(3)在金属杆达最大速度后继续下落的过程中,通过公式推导验证:在Δt时间内,重力对金属杆所做的功WG等于电路获得的电能W,也等于整个电路中产生的焦耳热Q

 

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测定电源的电动势和内电阻的实验中,备有下列器材:

A.待测的干电池一节

B.电流表A1(量程0~3 mA,内阻Rg110Ω

C.电流表A2(量程0~0.6 A,内阻Rg20.1Ω

D.滑动变阻器R10~20Ω1.0 A

E.电阻箱R00~9999.9Ω

F.开关和若干导线

1)某同学发现上述器材中没有电压表,他想利用其中的一个电流表和电阻箱改装成一块电压表,其量

程为 0~3 V,并设计了图甲所示的ab两个参考实验电路(虚线框内为改装电压表的电路),其中合理的

______(选填“a”“b”)电路;此时R0的阻值应取______Ω

2)图乙为该同学根据合理电路所绘出的I1-I2图象(I1为电流表A1的示数,I2为电流表A2的示数)。根据该图线可得被测电池的电动势E______V,内阻r______Ω

 

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为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失),某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球,按下述步骤做了如下实验:

①用天平测出两个小球的质量分别为m1m2,且m1>m2

②按照如图所示的那样,安装好实验装置.将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点的切线水平.将一斜面BC连接在斜槽末端.

③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置.

④将小球m2放在斜槽前端边缘处,让小球m1从斜槽顶端A处滚下,使它们发生碰撞,记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置.

⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离.图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为LDLELF

根据该同学的实验,回答下列问题:

(1)小球m1m2发生碰撞后,m1的落点是图中的_______点,m2的落点是图中的_____点.

(2)用测得的物理量来表示,只要满足关系式_________________说明碰撞中动量是守恒的.

(3)用测得的物理量来表示,只要再满足关系式_____________说明此碰撞过程是弹性碰撞.

 

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如图(a)所示,光滑绝缘水平面上有甲、乙两个点电荷。t=0时,甲静止,乙以初速度6m/s向甲运动。此后,它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动(整个运动过程中没有接触),它们运动的v-t图象分别如图(b)中甲、乙两曲线所示。则由图线可知:        

A. 两电荷的电性一定相反

B. t1时刻两电荷的电势能最大

C. 0~t2时间内,两电荷的静电力先增大后减小

D. 0~t3时间内,甲的动能一直增大,乙的动能一直减小

 

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