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如图所示,一块质量为kg,长为m的均质薄木板静止在足够长的水平桌面上,在木板的左...

如图所示,一块质量为kg,长为m的均质薄木板静止在足够长的水平桌面上,在木板的左端静止摆放着质量为kg的小木块(可视为质点),薄木板和小木块之间的动摩擦因数为,薄木板与地面之间的动摩擦因数为.在时刻,在木板左端施加一水平向左恒定的拉力Nm/s2.则:

1)拉力刚作用在木板上时,木板的加速度大小是多少?

2)如果一直作用在上,那么经多少时间将离开

3)若在时间s末撤去,再经过多少时间第一次速度相同?在此情况下,最终上留下的痕迹的长度是多少?

 

(1)1m/s2;2.5m/s2;(2)2s;(3)s;1m。 【解析】 (1)F刚作用在木板上时,由牛顿第二定律,对m有: μ1mg=ma1 代入数据得 a1=1m/s2 对M有: F-μ1mg-μ2(M+m)g=Ma2 代入数据解得: a2=2.5m/s2 (2)设m离开M的时间为t1,则对m有: 对M有: 又有 L=x2-x1 联立解得: t1=2s (3)t=1s时m的速度 v1=a1t1=1×1m/s=1m/s M的速度为: v2=a2t1=2.5×1m/s=2.5m/s 此过程中m相对M的位移 1s后m仍以a1的加速度作匀加速运动,M将以a3的加速度匀减速运动,且有: μ1mg+μ2(M+m)g=Ma3 解得: m/s2 设再经t2后二者速度相等,有: 2 解得 此时两者的共同速度为 v=m/s 此过程中m相对M的位移 则在此情况下,最终m在M上留下的痕迹的长度:  
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如图轻弹簧的一端固定,另一端与小滑块相连,静止在与水平面成的斜面上的点,此时弹簧处于原长,另一质量与相同的小滑块,从点以初速度沿斜面向下加速滑行,当向下滑过距离后即与相碰碰撞时间极短,内力远大于外力碰撞后粘在一起向下运动滑块均可视为质点,且与斜面间的动摩擦因数均为,重力加速度为。试求:

1)在滑块碰后,共同的速度大小;

2)若滑块压缩弹簧后恰能返回到点,那么,在点开始下滑到的返回到点的过程中,系统克服摩擦产生热。

 

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某实验小组用如图所示的装置,来做“验证机械能守恒定律”的实验其中,量角器的中心和长为的细线的一个端点重合,并且固定在一起细线的另一端系一个质量为、半径为的小球,当小球静止时量角器的零刻度线与细线重合,在小球所在位置固定安装一个光电门,当小球由处静止释放时,细线与竖直方向的夹角为,重力加速度为。则:

1)在实验中测得小球通过光电门的时间为,那么,小球通过最低点的瞬时速度为__

2)如图所示,当用精确度为的游标尺来测量小球直径时,测得小球的直径为,那么,这时游标卡尺上的第__条刻度线与主尺上的第__刻度线对齐。

3)若在实验误差允许的范围内,满足__,即可验证机械能守恒定律(用题中字母来表示)。

4)通过改变小球由静止释放时,细线与竖直方向的夹角,测出相应情况下,小球通过光电门的时间,为了形象、直观地验证机械能是否守恒,在平面直角坐标系中,为使图象是经过坐标原点的直线那么,图象的横坐标为__,纵坐标为

 

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如图甲,是“探究功与速度变化的关系”的实验装置,当质量为的小车,在1条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为;当用2条、3完全相同的橡皮筋进行第2次、第3实验时,由于每次实验中橡皮筋的拉伸长度相同,因此第2次、第3实验中,橡皮筋对小车做的功分别为,每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带求出。则:

1)关于该实验,下列说法中正确的是__(填选项序号字母)。

A.必须平衡摩擦力

B.打点计时器可以用干电池供电

C.每次实验,小车必须从同一位置由静止释放

D.可以选用规格不相同的橡皮筋

2)图乙为某次用1条橡皮筋实验打出的纸带,测得相邻两点间的距离分别为,则小车获得的最大速度为__。如果用2条橡皮筋做实验,那么,在理论上,小车获得的最大动能为__(结果保留两位有效数字)。

 

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如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与质量为的圆环相连,圆环套在倾斜的粗糙固定杆上,杆与水平面之间的夹角为,圆环在处时弹簧竖直且处于原长。将圆环从处静止释放,到达处时速度为零。若圆环在处获得沿杆向上的速度,恰好能回到.已知的中点,弹簧始终在弹性限度之内,重力加速度为,则下列说法正确的是 

A.下滑过程中,环受到的合力不断减小

B.下滑过程中,环与杆摩擦产生的热量为

C.过程,弹簧对环做功为

D.环经过时,上滑的速度大于下滑的速度

 

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在研究“蹦极”运动时,在运动员身上安装上传感器,用于测量运动员在不同时刻下落的高度及速度。如图甲,运动员(包括携带的全部设备)的质量为,弹性绳原长为,运动员从蹦极台自由下落,据传感器所测数据,得到图乙所示的速度位移图象,若“蹦极”过程中,运动员始终在空中,不计空气阻力,重力加速度,则下列判断正确的是 

A.的过程中,运动员处于完全失重状态

B.当速度时,绳的弹力达到最大

C.的过程中,运动员的加速度一直减小

D.的过程中,弹性绳的最大势能为

 

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