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如图所示,滑板轨道BC为竖直平面内的四分之一圆弧赛道,半径为R=1.8 m。AB...

如图所示,滑板轨道BC为竖直平面内的四分之一圆弧赛道,半径为R1.8 mABC为光滑轨道,且水平轨道AB与圆弧轨道BCB点相切。若运动员的质量M48.0 kg,滑板质量m2.0 kg,二者均可视为质点,重力加速度g10 m/s2,不计空气阻力。

(1)运动员和滑板在A点的速度至少多大才能滑到C点?

(2)以第(1)问中的最小速度运动时,求运动员滑过圆弧形轨道B点时对轨道的压力;

(3)A点右侧为动摩擦因数μ0.3的水泥地面,运动员以第(1)问中的最小速度滑至C点又滑回后,运动员与滑板会停在距A点多远的位置?

 

(1)6.0 m/s (2)1.5×103 N (3)6.0 m 【解析】(1)以运动员和滑板为一整体,若运动员和滑板恰好可滑到C点,以A、B所在水平面为零势面,由机械能守恒定律得 (m+M)v2=(m+M)gR 解得v=6.0 m/s 运动员和滑板在A点的速度v至少要达到6.0 m/s才能滑到C点 (2)以第(1)问中的最小速度v运动时,由牛顿第二定律得 FN-(m+M)g= 解得轨道对运动员和滑板的支持力为FN=1.5×103 N 由牛顿第三定律可知运动员和滑板对轨道的压力大小也等于1.5×103 N,方向向下 (3)因为轨道ABC光滑,由机械能守恒定律知运动员滑回A点时速度大小仍为v=6.0 m/s 滑过A点后至停下的过程可由动能定理得 -μ(m+M)gx=0- (m+M)v2 代入数据解得运动员和滑板最后与A点的距离为x=6.0 m。  
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如图所示,质量为m的小球用OBOB两根轻绳悬挂,两轻绳与水平天花板的夹角分别为30º60º,此时OB绳的拉力大小为F1。若烧断OB绳,当小球运动到最低点C时,OB绳的拉力大小为F2,则F1F2的比值为多大?

 

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国标(GB/T)规定自来水在15℃时电阻率应大于13 Ω·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),右活塞固定,左活塞可自由移动。实验器材还有:

电源(电动势约为3 V,内阻可忽略); 电压表V1(量程为3 V,内阻很大);

电压表V2(量程为3 V,内阻很大);定值电阻R1(阻值4 kΩ);

定值电阻R2(阻值2 kΩ);电阻箱R(最大阻值9 999 Ω);

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.用游标卡尺测量玻璃管的内径d

B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L

C.把S拨到1位置,记录电压表V1示数;

D.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R

E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤CD,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R

F.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值Rx的表达式为:Rx=_______ (用R1R2R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关系图象。则自来水的电阻率ρ=_______Ω·m(保留两位有效数字)。

(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将_____(填偏大”“不变偏小”)。

 

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某同学在家中找到两根一样的轻弹簧PQ、装有水总质量m=1kg的矿泉水瓶、刻度尺、量角器和细绳等器材,设计如下实验验证力的平行四边形定则,同时测出弹簧的劲度系数k。其操作如下:

a.将弹簧P上端固定,让其自然下垂,用刻度尺测出此时弹簧P的长度L0=12.50cm

b.将矿泉水瓶通过细绳连接在弹簧P下端,待矿泉水瓶静止后用刻度尺测出此时弹簧P的长度L1,如图甲所示,则L1=_____cm

c.在细绳和弹簧Q的挂钩上涂抹少许润滑油,将细绳搭在挂钩上,缓慢的拉起弹簧Q,使弹簧P偏离竖直方向夹角为60°,测出弹簧Q的长度为L2及其轴线与竖直方向夹角为θ,如图乙所示;

1)取重力加速度g=10m/s2,则弹簧P的劲度系数k=_____

2)若要验证力的平行四边形定则,L2θ需满足的条件是L2=_____cmθ=_____

 

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如图所示电路中,电源电动势为E,内阻为r,电压表和电流表均为理想表。现闭合开关S,将变阻器的滑片向左移动时,下列判断正确的是(       )

A. 电容器两极板间的电场强度变大,电容器的带电量减小

B. 电流表示数减小,电压表示数变大

C. 电压表的示数U和电流表的示数I的比值变大

D. 电源的输出功率一定变小

 

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如图所示,空间存在着竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向内的匀强磁场,一带负电小球以初速度v0O点沿水平直线OO方向进入场区,恰好做直线运动。只改变初速度大小,下列说法中正确的是(      )

A. 若初速度大于v0,则可能从M飞出,运动过程中小球动能减少,机械能增加,电势能减少

B. 若初速度大于v0,则可能从N飞出,运动过程中小球动能增加,机械能减少,电势能增加

C. 若初速度小于v0,则可能从N飞出,运动过程中小球动能增加,机械能减少,电势能增加

D. 若初速度小于v0,则可能从M飞出,运动过程中小球动能减少,机械能增加,电势能减少

 

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