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如图所示,一车上表面由粗糙的水平部分和光滑的半圆弧轨道组成,车紧靠台阶静止在光滑...

如图所示,一车上表面由粗糙的水平部分和光滑的半圆弧轨道组成,车紧靠台阶静止在光滑水平地面上,且左端与光滑圆弧形轨道末端等高,圆弧形轨道末端水平,一质量为的小物块从距圆弧形轨道末端高为处由静止开始滑下,与静止在车左端的质量为的小物块(可视为质点)发生弹性碰撞(碰后立即将小物块取走,使之不影响的运动),已知长为,车的质量为,取重力加速度,不计空气阻力.

1)求碰撞后瞬间物块的速度;

2)若物块在半圆弧轨道上经过一次往返运动(运动过程中物块始终不脱离轨道),最终停在车水平部分的中点,则半圆弧轨道的半径至少多大?

 

(1)10 m/s,方向水平向右 (2)1.25m 【解析】 (1)设物块到达圆弧形轨道末端的速度大小为,由机械能守恒定律得 代入数据解得到 物块、碰撞过程动量守恒,机械能守恒,取水平向右为正方向,设碰后瞬间、速度分别为、,则 解得 ,(或,,不符合题意,舍去) 故碰撞后瞬间物块的速度大小为10 m/s,方向水平向右 (2)设物块与车相对静止时,共同速度大小为,系统在水平方向动量守恒,则 解得 . 物块从开始运动到与车相对静止过程中系统的能量守恒,设物块与间的动摩擦因数为,则 解得 经分析可知,物块滑至点与车共速时,半径最小,则有 代人数据解得  
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如图所示,光滑且足够长的平行金属导轨MNPQ固定在竖直平面内,两导轨间的距离为L=1m,导轨间连接的定值电阻R=3Ω,导轨上放一质量为m=0. 1kg的金属杆ab,金属杆始终与导轨接触良好,杆的电阻r=1Ω,其余电阻不计,整个装置处于磁感应强度为B=1T的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向里.重力加速度g10m/s2。现让金属杆从AB水平位置由静止释放,忽略空气阻力的影响,求:

1)金属杆的最大速度

2)达到最大速度后,某时刻若金属杆ab到导轨顶端    MP的距离为h,为使ab棒中不产生感应电流,从该时刻开始,磁感应强度B应怎样随时间t变化?推导这种情况下Bt的关系式。

 

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如图,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面),O为圆心.在柱形区域内加一方向垂直于纸面向外的匀强磁场,一质量为m、电荷量为+q的粒子沿图中直径从圆上的A点射入柱形区域,在圆上的D点离开该区域,已知图中θ=120°,现将磁场换为竖直向下的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直径从A点射入柱形区域,也在D点离开该区域.若磁感应强度大小为B,不计重力,试求:

1)电场强度E的大小;

2)经磁场从AD的时间与经电场从AD的时间之比.

 

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某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时,其最大加速度为,所需的起飞速度为,为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度,航空母舰装有弹射装置,弹射系统使它具有的初速度,求:

(1)舰载飞机若要安全起飞,跑道至少为多长?

(2)若航空母舰匀速前进,在没有弹射装置的情况下,要保证飞机安全起飞,航空母舰前进的速度至少为多大?

 

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某兴趣小组要精确测定额定电压为3V的白炽灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻约500,实验室提供的器材有:

A.电流表A(量程:03mA,内阻

B.定值电阻

C.滑动变阻器R010

D.电压表V(量程:010V,内阻

E.蓄电池E(电动势为12V,内阻r很小)

F.开关S一个

G.导线若干

1)要精确测定白炽灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的____

2)选择正确电路进行实验,若电压表的示数用U表示,电流表的示数用I表示,写出测量白炽灯电阻的表达式=___(用题目中给的相应字母表示),当电流表中的电流强度I=___mA时,记下电压表的读数U并代入表达式,其计算结果即为白炽灯正常工作时的电阻。

 

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某同学利用如图所示的装置欲探究小车的加速度与合外力的关系.具体实验步骤如下:

①按照如图所示安装好实验装置,并测出两光电门之间的距离L

②平衡摩擦力即调节长木板的倾角,轻推小车后, 使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等

③取下细绳和沙桶,测量沙子和沙桶的总质量m,并记录

④把小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,并记录小车先后通过光电门甲和乙的时间,并计算出小车到达两个光电门时的速度和运动的加速度

⑤重新挂上细绳和沙桶,改变沙桶中沙子的质量,重复②~④的步骤

1)用游标卡尺测得遮光片的宽度为d,某次实验时通过光电门甲和乙的时间分别为Δt1Δt2,则小车加速度的表达式为a=_________

2)关于本实验的说法,正确的是________

A.平衡摩擦力时需要取下细绳和沙桶

B.平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶

C.沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量

D.小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量

3)若想利用该装置测小车与木板之间的动摩擦因数μ,某次实验中,该同学测得平衡摩擦力后斜面的倾角θ,沙和沙桶的总质量m,以及小车的质量M.则可推算出动摩擦因数的表达式μ=__________(表达式中含有mMθ

 

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