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如图所示,质量M=0.6kg的滑板静止在光滑水平面上,其左端C距锁定装置D的水平...

如图所示,质量M=0.6kg的滑板静止在光滑水平面上,其左端C距锁定装置D的水平距离l=0.5m,滑板的上表面由粗糙水平面和光滑圆弧面在B点平滑连接而成,粗糙水平面长L=4m,圆弧的半径R=0.3m.现让一质量m=0.3kg,可视为质点的小滑块以大小方向水平向左的初速度滑上滑板的右端A.若滑板到达D处即被锁定,滑块返回B点时装置D即刻解锁,已知滑块与滑板间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2.求:

(1)滑板到达D处前瞬间的速率;

(2)滑块到达最大高度时与圆弧顶点P的距离;

(3)滑块与滑板间摩擦产生的总热量;

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)对滑块,由牛顿第二定律得:, 对滑板,由牛顿第二定律有:,解得:, 设滑板到达D处前瞬间的速率为v,假定此时滑块还在AB之间的E处,速率为 由运动学规律有:, 解得:, 因,假定成立,所以滑板到达D处前瞬间的速率:; (2)滑板被锁定后,设滑块从E滑至B处的速率为, 由运动学规律有:,解得:, 沿圆弧上升的过程中,由机械能守恒定律有:,解得:, 所以,滑块达到最大高度时与圆弧顶点P的距离:; (3)滑块从A至B产生的热量:,解得:, 滑块返回B时的速率仍为,此时滑板刚好解锁,此后滑块与滑板在相互间的摩擦力作 用下分别向右做减速与加速运动,假定达到共同速率时,滑块仍在滑板上, 对滑块.滑板分别由运动学规律列式有:, 解得:,假定成立, 所以这一过程产生的热量:,解得:,产生的总热量:;
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某高速公路的一个出口路段如图所示,情景简化:轿车从出口A进入匝道,先匀减速直线通过下坡路段至B点(通过B点前后速率不变),再匀速率通过水平圆弧路段至C点,最后从C点沿平直路段匀减速到D点停下。已知轿车在A点的速度v0=72km/hABL1l50mBC为四分之一水平圆弧段,限速(允许通过的最大速度)v=36 km/h,轮胎与BC段路面间的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力CD段为平直路段长L2=50m,重力加速度gl0m/s2

1)若轿车到达B点速度刚好为v =36 km/h,求轿车在AB下坡段加速度的大小;

2)为保证行车安全,车轮不打滑,求水平圆弧段BC半径R的最小值;

3)轿车A点到D点全程的最短时间。

 

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如图所示,可视为质点的AB两物体置于一静止长纸带上,纸带的左端与AAB之间距离均为d =0.5 m,两物体与纸带间的动摩擦因数均为,与地面间的动摩擦因数均为。现以恒定的加速度a=2m/s2向右水平拉动纸带,重力加速度g= l0 m/s2。求:

1A物体在纸带上的滑动时间;

2)在给定的坐标系中定性画出AB两物体的v-t图象;

3)两物体AB停在地面上的距离。

 

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实验小组要测量一节干电池的电动势和内电阻。实验室有如下器材可供选择:

A.待测干电池(电动势约为1.5V,内阻约为1.0Ω

B.电压表(量程3V

C.电压表(量程15V

D.电流表(量程0.6A

E.定值电阻(阻值为50Ω

F.滑动变阻器(阻值范围0-50Ω

G.开关、导线若干

为了尽量减小实验误差,在如图1所示的四个实验电路中应选用___________

实验中电压表应选用___________。(选填器材前的字母)

实验中测出几组电流表和电压表的读数并记录在下表中。

序号

1

2

3

4

5

6

电压UV

1.45

1.40

1.30

1.25

1.20

1.10

电流IA

0.060

0.120

0.240

0.260

0.360

0.480

 

 

请你将第5组数据描绘在图2中给出的UI坐标系中并完成UI 图线;

由此可以得到,此干电池的电动势E=________V,内电阻r =________Ω。(结果均保留两位有效数字)

有位同学从实验室找来了一个电阻箱,用如图3所示的电路测量电池的电动势和内电阻。闭合开关后,改变电阻箱阻值。当电阻箱阻值为R1时,电流表示数为I1;当电阻箱阻值为R2时,电流表示数为I2。已知电流表的内阻为RA。请你用RAR1R2I1I2表示出电池的内电阻r =_________________

 

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某同学为了测量金属热电阻在不同温度下的阻值,设计了如图甲所示的电路,其中为电阻箱, 为金属热敏电阻,电压表可看做理想电表,电源使用的是稳压学生电源,实验步骤如下:

按照电路图连接好电路

记录当前的温度

将单刀双掷开关S1闭合,记录电压表读数U,电阻箱阻值

将单刀双掷开关S2闭合,调节变阻箱使电压表读数仍为U,记录电阻箱阻值

改变温度,重复②→④的步骤

1)则该金属热电阻在某一温度下的阻值表达式为: __________,根据测量数据画出其电阻R随温度变化的关系如图乙所示;

2)若调节电阻箱阻值,使,则可判断,当环境温度为_____时,金属热电阻消耗的功率最大。

 

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一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为g

     

1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为__________;(用mgsh等四个字母表示)

2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:

弹簧压缩量x/cm

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

小球飞行水平距离s/cm

20.10

30.00

40.10

49.90

 

69.90

 

根据表中已有数据,表中缺失的数据可能是s=________________cm

3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为________。(用Lhy等三个字母表示)

 

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