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如图所示,一根劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置,上下两端各固定质量均为M的物体A和...

如图所示,一根劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置,上下两端各固定质量均为M的物体AB(均视为质点),物体B置于水平地面上,整个装置处于静止状态,一个质量的小球P从物体A正上方距其高度h处由静止自由下落,与物体A发生碰撞(碰撞时间极短),碰后AP粘在一起共同运动,不计空气阻力,重力加速度为g

1)求碰撞后瞬间PA的共同速度大小;

2)当地面对物体B的弹力恰好为零时,求PA的共同速度大小.

3)若换成另一个质量的小球Q从物体A正上方某一高度由静止自由下落,与物体A发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后物体A达到最高点时,地面对物块B的弹力恰好为零.求Q开始下落时距离A的高度.(上述过程中QA只碰撞一次)

 

(1)(2)(3) 【解析】 本题考查物体的自由下落、碰撞以及涉及弹簧的机械能守恒问题. (1)设碰撞前瞬间P的速度为,碰撞后瞬间二者的共同速度为 由机械能守恒定律,可得 由动量守恒定律可得 , 联立解得 (2)设开始时弹簧的压缩量为x,当地面对B的弹力为零时弹簧的伸长量为,由胡可定律可得 ,, 故 二者从碰撞后瞬间到地面对B的弹力为零的运动过程中上升的高度为 由可知弹簧在该过程的始末两位置弹性势能相等,即 设弹力为零时二者共同速度的大小为v,由机械能守恒定律,得 , 解得 (3)设小球Q从距离A高度为H时下落,Q在碰撞前后瞬间的速度分别为,碰后A的速度为,由机械能守恒定律可得 由动量守恒定律可得 由能量守恒可得 , 由(2)可知碰撞后A上升的最大高度为 由能量守恒可得 联立解得 。  
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如图甲所示,质量为M4 kg足够长的木板静止在光滑的水平面上,在木板的中点放一个质量m4kg的铁块(可视为质点),铁块与木板之间的动摩擦因数为μ0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两物体开始均静止,从t0时刻起铁块m受到水平向右、大小如图乙所示的拉力F的作用,F共作用时间为6s,取重力加速度g10 m/s2。求:

1)铁块和木板在前2s的加速度大小a1a2 分别为多少?

2)铁块和木板相对静止前,铁块运动的位移大小;

3)力F作用的最后2s内,铁块的位移大小。

 

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我国 ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网,大大缩短了车辆通过收费站的时间。一辆汽车以20 m/s的速度驶向高速收费口,到达自动收费装置前开始做匀减速直线运动,经4s的时间速度减为5m/s且收费完成,司机立即加速,加速度大小为2.5 m/s2,假设汽车可视为质点。求:

1)汽车开始减速时距离自动收费装置多远?

2)汽车从开始减速到速度恢复到20 m/s通过的总路程;

3)汽车由于通过自动收费装置耽误的时间。

 

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在做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验时,所用的电流表内阻为几欧,电压表内阻为十几千欧。实验中得到了多组数据,通过描点连线在I-U坐标系中得到了小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示。

1)在图乙虚线框中画出该实验电路原理图。

________

2)根据图甲,可确定小灯泡的功率PU2PI2的关系,下列示意图中合理的是_______

A.     B.     C.     D.  

3)将被测小灯泡、定值电阻R和电源串联成如图丙所示的电路。电源电动势为6.0 V,内阻为1.0 Ω。若电路中的电流为0.40 A,则定值电阻R所消耗的电功率为_______W

 

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如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置,他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处静止释放。

1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d_______mm

2)实验时,测量A位置到光电门的距离L,将滑块从A位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t

3)下列不必要的一项实验要求是_______(请填写选项前对应的字母)。

A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B.应使 A 位置与光电门间的距离适当大些

C.应将气垫导轨调节水平

D.应使细线与气垫导轨平行

4)改变钩码的质量,测出对应的力传感器的示数 F 和遮光条通过光电门的时间 t,通过描点作出线性图像,研究滑块的加速度与力的关系,处理数据时应作出______图像(选填“t2F”“F”或“F”)。

 

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某静电场中,x轴上电场强度E随时间变化的关系如图所示,设x轴正方向为电场强度的正方向.一带电量大小为q的粒子从坐标原点O沿x轴正方向运动,结果粒子刚好能运动到处,假设粒子仅受电场力作用,已知,则  

A.粒子一定带负电

B.粒子的初动能大小为

C.粒子沿轴正方向运动过程中电势能先增大后减小

D.粒子沿x轴正方向运动过程中最大动能为

 

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