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如图,光滑轨道固定在竖直平面内,倾斜、水平、为半径的半圆弧轨道,三部分平滑连接,...

如图,光滑轨道固定在竖直平面内,倾斜、水平、为半径的半圆弧轨道,三部分平滑连接,为圆弧轨道的最低点,可视为质点的小球中间压缩一轻质弹簧静止在水平轨道上(弹簧与两小球不拴接且被锁定)。现解除对弹簧的锁定,小球脱离弹簧后恰能沿轨道运动到处,小球沿圆弧轨道运动。已知的竖直高度差,在点时小球对轨道压力的大小为,弹簧恢复原长时小球仍处于水平轨道(不计空气阻力,),已知。求:

1)小球的质量;

2)弹簧锁定时的弹性势能。

 

(1)(2) 【解析】 (1)对小球,由机械能守恒定律得: 解得 取水平向左为正,对小球、,由动量守恒定律得: 在点,由牛顿第二定律得: 联立以上各式代入数值得: ,(,舍去) (2)由能量的转化及守恒得: 代入数值得:  
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考点分析:
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如图,质量为mA球下面固定一轻质弹簧,用长度为l的轻绳穿过弹簧连接在B球上,弹簧原长远小于轻绳长度(绳未连接在弹簧上)B球离地面的高度也为1;手拿A球,A球与B球处于静止状态,将A球由静止释放,B球与地面每次碰撞时反弹速度前速度的一半,B球第一次触地反弹后在空中与A球发生碰撞,碰撞后瞬间弹簧被用缩到最短,此时弹簧锁定。然后A球与B球一起下落,B球第二次触地反弹后的瞬间,弹簧解除锁定,同时轻绳断裂,A球被弹起。整个过程AB球都保持竖直方向,且A球一直在上,B球在下,所有碰时间均不计。(重力加速度为g,最后结果可以用根号表示)

(1)B球第一次触地后到B球与A球碰撞的时间;

(2)要求B球与A球碰撞后瞬间弹簧被压缩到最短时弹簧的势能达到最大,求B球的质量M满足的条件和弹簧势能的最大值Ep

(3)在B球的质量M满足(2)问的条件下,求B球第二次触地反弹后A球被弹起的最大高度。

 

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某同学要测某新型手机电池的电动势和内阻,设计了如图甲所示的电路,电路中R0为定值电阻,阻值大小为3.5Ω

1)请按电路图完成图乙中实物图的连接_________

2)闭合开关S前,应先将实物图中的滑动变阻器的滑片移到最_______(填端),电路中定值电阻R0的作用是_______________________________________

3)闭合S,调节滑动变阻器的滑片,测出多组电流表和电压表的值,作出U—I图像如图丙所示,则电池的电动势E=_____V,电池的内阻r=______Ω

4)本实验由于存在系统误差,使得电动势的测量值比真实值_______(填),电池内阻的测量值比真实值__________(填).

 

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(1)测量电源的电动势E及内阻r的实验中,按图甲所示的电路图连好实验电路,合上开关,电流表和电压表的读数正常,当将滑动变阻器的滑动触头由A端向B端逐渐滑动时,发现电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数几乎不变,直到当滑动触头滑至临近B端时电压表的示数急剧变化,这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流、电压值,出现上述情况的原因可能是_______

A.电源内阻太小

B.滑动变阻器阻值太大

C.电压表内阻不够大

D.电流表内阻不够小

为了更好地测出电源的电动势E及内阻r,增加了一个固定电阻R0,改变了电路,顺利完成实验。

(2)用笔画线代替导线,在图乙中完成增加R0后的实物连线_____

(3)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下(已知R0=1.0Ω):

表中的数据已描绘在图所示的方格纸上;可求得电动势E=_________V,内阻r=_______Ω

 

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某实验小组要测量一段金属丝的电阻率.

1)用螺旋测温器测金属丝直径,示数如图甲所示,则金属丝直径为d=__________mm.

2)实验小组成员根据实验室提供的器材,连接成了如图乙所示的电路,闭合电键前将图乙中的滑动变阻器滑片移到最__________(填)端,闭合电键,将滑动变阻器的滑片移到合适的位置,在移动金属夹P的位置,从而改变金属丝接入电路的长度.测得多组电压表示数U、电流表示数I及金属丝接入电路的长度L,作出L图像,如图丙所示,图像不过原点的原因是____________________.如果图像的斜率k=2Ω/m,则该金属丝电阻率ρ= __________Ω·m.(结果保留两位有效数字).

3)若本实验中的操作、读数及计算均正确无误,由于电流表内阻的存在,则电阻率的测量值与真实值相比__________(填偏大”“偏小相等.

 

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某同学用如图甲所示装置做探究加速度与力、质量关系实验.

1)关于实验的要点,下列说法正确的是_____________.

A.重物的质量应远小于小车的质量

B.平衡摩擦力时重物应挂在小车上

C.接通打点计时器的电源同时释放小车

D.调节定滑轮的高度使滑轮与小车间细线与长木板平行

2)调节好装置,做探究加速度与合外力关系实验时,打点计时器打出的一条纸带如图乙所示,已知打点计时器每隔0.02s打一次点,根据纸带可求出小车的加速度,大小为___________m/s2(结果保留两位有效数字).改变悬挂重物的质量,重复多次实验,测得多组加速度a及对应力传感器的示数,做出aF图像如图丙所示,发现图像不过原点,重新实验,为了使作出的图像过远点,应适当___________(填增大减小)木板的倾角.

3)做探究加速度与质量关系实验时,正确平衡摩擦力,保持悬挂的重物不变,改变小车上砝码的质量m多次实验,测出多组加速度a及小车上砝码的质量m,作出图像m如图丁所示.若图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿第二定律成立,且实验过程中小车受到的拉力保持不变,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________.

 

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