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探究平抛运动的实验装置如图所示,半径为L的四分之一光滑圆轨道固定于水平桌面上,切...

探究平抛运动的实验装置如图所示,半径为L的四分之一光滑圆轨道固定于水平桌面上,切口水平且与桌边对齐,切口离地面高度为2L。离切口水平距离为L的一探测屏AB竖直放置,一端放在水平面上,其高为2L质量为m的小球从圆轨道上不同的位置由静止释放打在探测屏上。若小球在运动过程中空气阻力不计,小球可视为质点,重力加速度为g。求:

(1)小球从圆轨道最高点P处由静止释放,到达圆轨道最低点Q处时速度大小及小球对圆轨道的压力;

(2)为让小球能打在探测屏上,小球应从圆轨道上什么范围内由静止释放?

(3)小球从什么位置由静止释放,打在屏上时动能最小,最小动能为多少?

 

(1)3mg,方向竖直向下(2) (3) 【解析】 (1)小球从P处下滑到Q点,由机械能守恒可得: 得:v= 在Q点对小球受力分析得: 代入得:FN=3mg 根据牛顿第三定律,小球对轨道压力大小为3mg,方向竖直向下。 (2)小球从轨道上某点C下滑到Q处平拋,恰好打在B点,则根据平拋运动规律 竖直方向2L= , 水平方向vQ=L/t 从C到Q根据机械能守恒得: mghc= 得:hc=L/8 即小球从PC范围内从静止释放均能打到探测屏上。 (3)设从Q处以速度v0射出,打到探测屏上,其动能为: Ek= +mgh 而h==g2(Lv0)2 L=v0t 得Ek=+ 由数学知识得v0=时Ek最小,且Ekmin=mgL 释放点位置离Q的竖直高度H=L/2
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独轮摩托车是一种新型交通工具,如图所示,它是通过内置的一对陀螺仪来实现平衡的,而它的速度则是由倾斜程度来控制的,想要加速则向前倾,减速和后退则向后倾。某人骑着一款独轮摩托车从静止开始,沿直线匀加速行驶了4 s,达到最大速度6 m/s后,又以1.2 m/s2的加速度沿直线匀减速行驶了3 s,然后做匀速直线运动。求:

(1)匀加速运动时的加速度大小及最后匀速运动时的速度大小;

(2)若人和摩托车的总质量M100 kg,求整体匀减速运动时所受的合力大小F

(3)7 s过程中摩托车的平均速度大小。(结果保留两位有效数字)

 

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如图所示,点电荷A的电荷量为Q,点电荷B的电荷量为q,相距为r 。已知静电力常量为k ,求:

1)电荷AB之间的库仑力大小;

2)电荷A在电荷B所在处产生的电场强度大小;

3)移去电荷B后,电荷A在原电荷B所在处产生的电场强度大小。

 

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某兴趣小组同学打算自制滑动变阻器,购买了一卷镍铬合金丝,已知该镍铬合金丝的常温电阻率ρ1.0×106 Ω·m,兴趣小组的同学设计了一个实验来测算合金丝的长度。他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器、导线和学生电源等。

(1)他们使用多用电表粗测合金丝的电阻,操作过程分以下三个步骤:

①将红黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔,选择电阻挡“×10”;

②有以下几种做法,其中正确的是____

A.将红黑两表笔短接,然后调整“指针定位螺丝”进行机械调零

B.将红黑两表笔短接,然后调整“欧姆调零旋钮”进行欧姆调零

C.不需要两表笔短接,直接调整“指针定位螺丝”进行机械调零

D.不需要两表笔短接,直接调整“欧姆调零旋钮”进行欧姆调零

③把红黑表笔分别与镍铬合金丝的两端相接,多用电表的示数如图甲所示,该合金丝的电阻约为________ Ω

(2)根据多用电表示数,为了减小实验误差,并在实验中获得较大的电压调节范围,应从图乙的ABCD四个电路中选择__________电路来测量合金丝电阻(已知所用电压表电阻约为3 kΩ,电流表电阻约为0.05 Ω)

(3)用螺旋测微器测量得合金丝直径为0.300 mm

(4)根据多用电表测得的合金丝电阻值,可估算出绕制这个螺线管所用合金丝的长度约为________m(结果保留两位有效数字)

 

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在“测量干电池的电动势和内阻”实验中:

(1)某小组用如图甲所示的实验器材进行实验,其中部分实验电路已经连接,请用细线代替导线,完成实物电路连接______

(2)连接好电路,闭合开关,开始实验。测量某组数据时,电压表指针如图乙所示,读数为________V

(3)该小组正确规范操作以后记录的数据如表格中所示,组内小刚利用第1组和第5组数据计算出两节干电池的电动势和内阻,其中内阻r________Ω;小亮用描点法作出U-I图线,根据图象得到电源电动势和内阻,你认为谁的做法更为合理________(填“小刚”或“小亮”)

 

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在“验证机械能守恒定律”实验中,某同学通过实验,获得了一条比较理想的纸带,以起点为计数点0,相隔一段距离后,取连续打点为计数点123456,如图为部分放大照片,则纸带上打第3个计数点时重物的速度v3________ m/s(结果保留两位有效数字)

A. 1.0m/s B. 1.8m/s C. 2.0m/s D. 2.2m/s

 

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