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如图所示,一质量m=1kg的小物块(可视为质点),放置在质量M=4kg的长木板左...

如图所示,一质量m=1kg的小物块(可视为质点),放置在质量M=4kg的长木板左侧。长木板放置在光滑的水平面上初始时,长木板与物块一起以水平速度v0=2m/s向左匀速运动,在长木板的左端上方固定着一障碍物A,当物块运动到障碍物A处时与A发生弹性碰撞(碰撞时间极短,无机械能损失)。而长木板可继续向左运动,取重力加速度g=10m/s²。

(1)设长木板足够长,求物块与障碍物第一次碰撞后,物块与长木板所能获得的共同速率; 

(2)设长木板足够长,物块与障碍物第一次碰撞后,物块向右运动所能达到的最大距离是S=0.4m,求物块与长木板间的动摩擦因数以及此过程中长木板运动的加速度的大小; 

(3)要使物块不会从长木板上滑落,长木板至少应为多长?整个过程中物块与长木板系统产生的内能。

 

(1)1.2m/s(2)1.25m/s²(3)10J 【解析】(1)物块与挡板碰后,小物块与木板组成的系统水平方向动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得:Mv0-mv0=(M+m)v, 代入数据解得:v=1.2m/s, (2)物块与障碍物第一次碰撞后,物块向右做减速到速度为0的过程中只有摩擦力做功,由动能定理得: −μmgS=0−mv02 代入数据得:μ=0.5 (3)由题可知,物块多次与障碍物碰撞后,最终将与木板同时都静止,设物块在木板上的相对位移为l,则由能量的转化与守恒得: μmgl=(m+M) v02 代入数据得:l=2m 可知,木板的长度至少为2m 又:Q=μmgl 代入数据得:Q=10J
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如图所示光滑斜面的倾角α30°在斜面上放置一矩形线框abcdab边的边长l11 mbc边的边长l20.6 m线框的质量m1 kg电阻R0.1 Ω线框通过细线与重物相连重物质量M2 kg斜面上ef(efgh)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场磁感应强度B0.5 T如果线框从静止开始运动进入磁场的最初一段时间做匀速运动efgh的距离x11.4 m(g10 m/s2)

(1)线框进入磁场前重物的加速度

(2)线框进入磁场时匀速运动的速度v.

 

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国标(GB/T)规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω•m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右侧活塞固定,左侧活塞可自由移动。实验器材还有: 

  电源(电动势约为3V,内阻可忽略) 

  理想电压表(量程为3V

  理想电压表 (量程为3V

  定值电阻 (阻值4kΩ) 

  定值电阻 (阻值2kΩ) 

  电阻箱R(最大阻值9999Ω) 

  单刀双掷开关S,导线若干,游标卡尺,刻度尺。

 

实验步骤如下: 

 A.用游标卡尺测量并记录玻璃管的内径d

 B.向玻璃管内注满自来水,确保无气泡;

 C.用刻度尺测量并记录水柱长度L

 D.S拨到1位置,记录电压表示数;

 E.S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表示数与电压表示数相同,记录电阻箱的阻值R

 F.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤CDE

 G.断开S,整理好器材。

(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙,则d=_______mm

(2)玻璃管内水柱的电阻的表达式为=_____ (R表示)

(3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图丙所示的图象。可求出自来水的电阻率ρ=__________Ω•m(保留三位有效数字)

 

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某小组为了验证力的平行四边形定则,设计了如图甲所示的实验:在一个半圆形刻度盘上安装两个可以沿盘边缘移动的拉力传感器AB,两传感器的挂钩分别系着轻绳,轻绳的另一端系在一起,形成结点O,并使结点O位于半圆形刻度盘的圆心。在O点挂上重G2.00 N的钩码,记录两传感器AB的示数F1F2及轻绳与竖直方向的夹角θ1θ2,用力的图示法即可验证力的平行四边形定则。

(1)F11.00 NF21.50 Nθ145°θ230°时,请在图乙中用力的图示法作图________,画出两绳拉力的合力F,并求出合力F________N(结果保留三位有效数字)

(2)该组同学在实验中,将传感器A固定在某位置后,再将传感器B从竖直位置的P点缓慢顺时针旋转,得到了一系列B传感器的示数F2和对应的角度θ2,作出了如图丙所示的F2θ2图象,由图丙可知A传感器所处位置的角度θ1________

 

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如图所示,一轻质弹簧下端固定在水平地面上,上端与物体A连接,物体A又与一跨过定滑轮的轻绳相连,绳另一端悬挂着物体BCABC均处于静止状态。现剪断BC之间的绳子,则AB将一起振动,且它们均各在某一位置上下振动,振动过程中离开那一位置向上或向下距离相同。已知物体A质量为3mBC质最均为2m,弹簧的劲度系数为k。下列说法正确的是(   

A. 剪断BC间绳子之前,ABC均处于静止状态时,弹簧形变量为

B. 物体A振动过程中的最大速度时弹簧的形变量为

C. 振动过程中,绳对物体B的最大拉力为2.8mg

D. 物体A振动过程中的最大速度为

 

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如图所示,空间存在水平向左的匀强电场E和垂直纸面向外的匀强磁场B,在竖直平面内从点沿方向抛出两带电小球,不考虑两带电小球间的相互作用,两小球电荷量始终不变,关于小球的运动,下列说法正确的是(  

A.沿方向抛出的带电小球都可能做直线运动

B.若沿做直线运动,则小球带正电,且一定是匀速运动

C.若沿做直线运动,则小球带负电,可能做匀加速运动

D.两小球在运动过程中机械能均保持不变

 

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